(57)【要約】      （修正有）【課題】走行時の車両との間の共振を抑制することができる燃料タンクの固定構造を提供する。【解決手段】円筒状の部分を有する燃料タンク１０の中心軸Ｌ方向が車両の幅方向に設置された燃料タンク１０を、車両の所定の部材に締め付けるように固定する帯状の左右バンド３１であって、円筒状の部分の外周面１２ｃに、中心軸Ｌ方向に沿って当接し、一方及び他方の端部３１ａが所定の部材に固定された左右バンド３１と、燃料タンク１０を所定の部材に締め付けるように固定する帯状の前後バンド３２であって、外周面１２ｃに、中心軸Ｌを中心にした円周方向に沿って当接し、外周面１２ｃにおいて左右バンド３１と十字状に交差し、一方及び他方の端部３２ａが所定の部材に固定された前後バンド３２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の部分を有する燃料タンクの中心軸方向が車両の幅方向に設置された前記燃料タンクを、前記車両の所定の部材に締め付けるように固定する帯状の左右バンドであって、前記円筒状の部分の外周面に、前記中心軸方向に沿って当接し、前記中心軸方向における前記燃料タンクの一端側及び他端側で、一方及び他方の端部が前記所定の部材に固定された前記左右バンドと、
前記燃料タンクを前記所定の部材に締め付けるように固定する帯状の前後バンドであって、前記外周面に、前記中心軸を中心にした円周方向に沿って当接し、前記外周面において前記左右バンドと十字状に交差し、一方及び他方の端部が前記所定の部材に固定された前記前後バンドと、
を備えた燃料タンクの固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクの固定構造に関するものであり、例えば、燃料タンクの円筒状のストレート部にバンドを締め付けて固定する燃料タンクの固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バンドを用いた燃料タンクの固定構造が記載されている。特許文献１では、台座に固定されたブラケットの弁挿入穴に、燃料タンクの弁を挿入することによって、燃料タンクを、固定すべき定位置に位置決めし、そして、燃料タンクのストレート部を２本のバンドによって、フレームに締め付け固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２５６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
短尺タンクでは、円筒状のストレート部が短く、２本のバンドを長手方向に間隔を空けて締め付け固定することができず、１本のバンドで締め付け固定しなければならない。このように、１本のバンドで固定した燃料タンクの固定構造では、剛性を大きくすることができない。したがって、燃料タンクの固定構造の固有振動数が、走行時の車両の固有振動数と同程度になり、共振するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、走行時の車両との共振を抑制することができる燃料タンクの固定構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る燃料タンクの固定構造は、円筒状の部分を有する燃料タンクの中心軸方向が車両の幅方向に設置された前記燃料タンクを、前記車両の所定の部材に締め付けるように固定する帯状の左右バンドであって、前記円柱状の部分の外周面に、前記中心軸方向に沿って当接し、前記中心軸方向における前記燃料タンクの一端側及び他端側で、一方及び他方の端部が前記所定の部材に固定された前記左右バンドと、前記燃料タンクを前記所定の部材に締め付けるように固定する帯状の前後バンドであって、前記外周面に、前記中心軸を中心にした円周方向に沿って当接し、前記外周面において前記左右バンドと十字状に交差し、一方及び他方の端部が前記所定の部材に固定された前記前後バンドと、を備える。このような構成により、走行時の車両との共振を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、走行時の車両との共振を抑制することができる燃料タンクの固定構造を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る燃料タンクの固定構造を例示した斜視図である。
【図２】実施形態に係る燃料タンクの固定構造を例示した正面図である。
【図３】実施形態に係る燃料タンクの固定構造を例示した上面図である。
【図４】実施形態に係る燃料タンクの固定構造において、ロアフレームを例示した上面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係る燃料タンクの固定構造を例示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１０】
実施形態に係る燃料タンクの固定構造を説明する。本実施形態の燃料タンクの固定構造は、例えば、燃料電池自動車（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、以下、ＦＣ車という。）等の車両の所定の位置に、燃料タンクを固定する固定構造である。なお、燃料タンクは、ＦＣ車に用いられる水素ガスが充填された燃料タンクに限らず、天然ガス、液化石油ガス等の燃料タンクに適用されてもよい。また、車両は、ＦＣ車の車両に限らず、天然ガス、液化石油ガス等を燃料とする車両に適用されてもよい。
【００１１】
図１は、実施形態に係る燃料タンクの固定構造を例示した斜視図である。図２は、実施形態に係る燃料タンクの固定構造を例示した正面図である。図３は、実施形態に係る燃料タンクの固定構造を例示した上面図である。図１〜図３に示すように、燃料タンク１０は、例えば、円筒状の部分を有するガスボンベの形状をしており、内部に燃料が充填されている。燃料タンク１０は、一端部１１、ストレート部１２及び他端部１３を有している。
【００１２】
一端部１１及び他端部１３は、燃料タンク１０の長手方向における一端１０ａ側の部分及び他端１０ｂ側の部分である。ストレート部１２は、円筒状の部分であり、外径が一定の部分である。ストレート部１２は、一端部１１及び他端部１３の間に位置している。一端部１１及び他端部１３は、円筒状のストレート部１２の両端を閉じるようにドーム状の形状となっている。
【００１３】
燃料タンク１０は中心軸Ｌを有している。燃料タンク１０の中心軸Ｌは、ストレート部１２の中心軸Ｌにもなっている。中心軸Ｌ方向は、燃料タンク１０の長手方向となっている。燃料タンク１０は、例えば、ストレート部１２の中心軸Ｌ方向における長さが小さい短尺タンクである。短尺タンクの場合には、外径が一定のストレート部１２が短いため、中心軸Ｌ方向に間隔を空けて２本のバンドで固定することができない。たとえ２本のバンドを近接させて固定させたとしても、中心軸Ｌに直交する方向の振動を抑制することは困難である。なお、燃料タンク１０は、ストレート部１２の中心軸Ｌ方向における長さが大きい長尺タンクでもよい。
【００１４】
他端部１３には、バルブ１４が設けられている。バルブ１４は、例えば、他端１０ｂから中心軸Ｌに沿って延びている。バルブ１４は、ＦＣ車の燃料電池に水素を供給する図示しない配管に接続されている。
【００１５】
図３に示すように、燃料タンク１０を車両１に搭載する際には、燃料タンク１０の中心軸Ｌ方向を車両１の幅方向に設置して固定する。車両１の幅方向とは、車両１の進行方向に対して直交する方向であり、車両１の前後方向及び上下方向に直交する方向である。なお、燃料タンク１０は、図１〜３に示すように、水平面上に載置されるものに限らず、燃料タンク１０の中心軸Ｌ方向が幅方向になれば、例えば、前後方向で傾斜した面に固定されてもよい。
【００１６】
図４は、実施形態に係る燃料タンク１０の固定構造において、ロアフレーム２０を例示した上面図である。ロアフレーム２０は、一方向に延びた２つの板状の部材が直交するように交差させた十字型の形状となっている。ロアフレーム２０は、車両１のボディー構造に固定されている。ロアフレーム２０は、左右ロアフレーム部２１及び前後ロアフレーム部２２を有している。左右ロアフレーム部２１は、車両１の幅方向に延びている。前後ロアフレーム部２２は、車両１の前後方向に延びている。本実施形態では、中心軸Ｌ方向が車両の幅方向に設置された燃料タンク１０を、車両の所定の部材、例えば、車両のボディー構造に設けられたロアフレーム２０に締め付けるように固定する。
【００１７】
具体的には、例えば、図１〜３に示すように、中心軸Ｌ方向が幅方向に設置された燃料タンク１０を、左右ロアフレーム部２１上に載置し、左右バンド３１で、燃料タンク１０を左右ロアフレーム部２１に締め付けるように固定する。左右バンド３１は帯状のバンドであり、例えば、金属材料または樹脂材料を含んでいる。
【００１８】
左右バンド３１を、ストレート部１２の外周面１２ｃに、中心軸Ｌ方向に沿って当接させる。すなわち、左右バンド３１を幅方向に拡げ、ストレート部１２の外周面１２ｃに当接させる。そして、左右バンド３１の一方の端部３１ａを、燃料タンク１０の一端１０ａ側で左右ロアフレーム部２１に固定させる。例えば、燃料タンク１０の一端１０ａの近傍に位置した固定部２１ａに固定させる。また、左右バンド３１の他方の端部３１ｂを、燃料タンク１０の他端１０ｂ側で左右ロアフレーム部２１に固定させる。例えば、燃料タンク１０の他端１０ｂの近傍に位置した固定部２１ｂに固定させる。
【００１９】
このようにして、左右バンド３１は、ストレート部１２の外周面１２ｃに、中心軸Ｌ方向に沿って当接する。中心軸Ｌ方向における燃料タンク１０の一端１０ａ側及び他端１０ｂ側で、左右ロアフレーム部２１に左右バンド３１の一方及び他方の端部３１ａ、３１ｂが固定される。なお、左右バンド３１が燃料タンク１０の他端１０ｂを通る際には、左右バンド３１を例えば、二又にして、バルブ１４の部分を挟むように通してもよい。
【００２０】
また、ロアフレーム２０の左右ロアフレーム部２１上に固定された燃料タンク１０を、前後バンド３２で、ロアフレーム２０の前後ロアフレーム部２２に締め付けるように固定する。前後バンド３２は帯状のバンドであり、例えば、金属材料または樹脂材料を含んでいる。
【００２１】
前後バンド３２を、ストレート部１２の外周面１２ｃに、中心軸Ｌを中心にした円周方向に沿って当接させる。すなわち、前後バンド３２を前後方向に拡げ、ストレート部１２の外周面１２ｃに当接させる。そして、前後バンド３２を、外周面１２ｃにおいて、左右バンド３１と十字状に交差させる。さらに、前後バンド３２の一方の端部３２ａを、前後ロアフレーム部２２における左右ロアフレーム部２１と交差した部分よりも前側に設けられた固定部２２ａに固定させる。前後バンド３２の他方の端部３２ｂを、前後ロアフレーム部２２における左右ロアフレーム部２１と交差した部分よりも後側に設けられた固定部２２ｂに固定させる。
【００２２】
このようにして、前後バンド３２は、ストレート部１２の外周面１２ｃに、中心軸Ｌを中心にした円周方向に沿って当接する。前後バンド３２は、外周面１２ｃにおいて、左右バンド３１と十字状に交差する。前後バンド３２の一方及び他方の端部３２ａ、３２ｂがロアフレーム２０に固定される。このように、燃料タンク１０は、左右バンド３１及び前後バンド３２を用いて、ＦＣ車等の車両１に固定される。また、燃料タンク１０の固定構造は、左右バンド３１及び前後バンド３２を備えている。
【００２３】
燃料タンク１０の一端１０ａは、固定部材３３で固定されてもよい。固定部材３３は、例えば、Ｌ字状の金具のＬ字ブラケットである。燃料タンク１０の一端１０ａとＬ字ブラケットの一端とをボルトで固定する。左右ロアフレーム部２１とＬ字ブラケットの他端とをボルトで固定する。これにより、燃料タンク１０の固定構造の剛性を大きくすることができる。
【００２４】
燃料タンク１０の一端１０ａが固定部材３３で固定された場合には、左右バンド３１は、中心軸Ｌ方向における燃料タンク１０の一端１０ａ及び他端１０ｂの間の重心よりも他端１０ｂ側で前後バンド３２と交差させることが好ましい。固定部材３３及び前後バンド３２で、燃料タンク１０の重心を挟むように固定することで、燃料タンク１０の固定構造の振動を抑制することができる。
【００２５】
次に、本実施形態の効果を説明する前に、従来技術及び比較例を説明する。その後、従来技術及び比較例と比較して、本実施形態の効果を説明する。
【００２６】
例えば、特開２０１６−１３７８５２号公報に記載された従来技術の燃料タンクは、長尺タンクである。特開２０１６−１３７８５２号公報の燃料タンクは、取付け部との間に空間を空けて連結する構造となっている。また、特許文献１の燃料タンクも、長尺タンクである。特許文献１の燃料タンクでは、長手方向に離間させた２本のバンドで燃料タンクを固定している。しかしながら、このような従来技術では、中心軸方向の振動を抑制することができないおそれがある。
【００２７】
また、現在、ＦＣ車等の車両においては、走行時の航続距離を延ばすために、短尺タンクを搭載させるニーズが高まっている。その場合には、燃料タンク１０を車両の幅方向に設置する。よって、従来技術のような長尺タンクの固定構造に代わる構造が必要とされている。
【００２８】
図５（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係る燃料タンク１０の固定構造を例示した斜視図である。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、比較例においては、燃料タンク１０に短尺タンクを用いている。これにより、走行時のＦＣ車の航続距離を延ばすことができる。また、燃料タンク１０の中心軸Ｌ方向を幅方向に設置している。
【００２９】
長尺タンクの場合には、ストレート部１２が長いので、２本のバンドを中心軸Ｌ方向に離して固定することができる。しかしながら、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、短尺タンクの場合には、ストレート部１２が短いため、ストレート部１２に固定できるのは、１本のバンド３５だけである。そこで、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、燃料タンク１０の一端１０ａを固定部材３３で固定して、燃料タンク１０の振動を抑制しようとしている。
【００３０】
しかしながら、短尺タンクの場合には、燃料タンク１０を固定している固定部材３３と、バンド３５との間の距離が短いため、中心軸Ｌに直交する振動１５を抑制することが困難となる。
【００３１】
車両の走行時において、振動１５の固有振動数が、走行時のＦＣ車両の固有振動数と同程度となるおそれがある。この場合には、短尺タンクの固定構造とＦＣ車両とが共振する。これにより、燃料タンク１０の部材が破損することがある。
【００３２】
例えば、図５（ａ）及び（ｂ）のように、燃料タンク１０の一端１０ａを固定するとともに、中心軸Ｌを中心にした円周方向にバンド３５で固定した場合には、振動１５の固有振動数は、下記（１）式で示すようなものとなる。
【００３３】
［（ｄ２ｘ）／（ｄｔ２）］＝−（ｋ／ｍ）・ｘ          （１）
【００３４】
ここで、√（ｋ／ｍ）は、固有振動数を示し、ｋは、剛性を示し、ｍは、質量を示す。
【００３５】
振動１５の固有振動数は、低い周波数となっている。例えば、短尺タンクの固有振動数は５１Ｈｚであり、走行時のＦＣ車の固有振動数と同程度となっている。
【００３６】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態では、燃料タンク１０のストレート部１２の外周面１２ｃに、中心軸Ｌ方向に沿って当接し、中心軸Ｌ方向における燃料タンク１０の一端１０ａ側及び他端１０ｂ側で、ロアフレーム２０に燃料タンク１０を締め付けるように固定する左右バンドと、外周面１２ｃに、中心軸Ｌを中心にした円周方向に沿って当接し、外周面１２ｃにおいて左右バンド３１と十字状に交差し、ロアフレーム２０に燃料タンク１０を締め付けるように固定する前後バンドとで、固定している。これにより、燃料タンク１０の剛性（ｋ）を大きくすることができるので、燃料タンク１０の固定構造の固有振動数を大きくすることができる。よって、車両１の固有振動数よりも大きくし、車両１との共振を抑制することができる。例えば、燃料タンク１０の固定構造の固有振動数を５１Ｈｚより大きくすることができる。
【００３７】
また、燃料タンク１０の一端１０ａを固定部材３３で固定することにより、さらに、剛性を大きくすることができる。そして、燃料タンク１０の一端１０ａを固定部材３３で固定することに加えて、左右バンド３１を、中心軸Ｌ方向における一端１０ａ及び他端１０ｂの間の重心よりも他端１０ｂ側で前後バンド３２と交差させている。これにより、固定部材３３及び前後バンド３２で、燃料タンク１０の重心を挟むように固定し、燃料タンク１０の固定構造の振動を抑制することができる。
【００３８】
十字型のロアフレーム２０を用いることにより、左右バンド３１と左右ロアフレーム部２１とで一体化して燃料タンク１０を周回させることができる。同様に、前後バンド３２と前後ロアフレーム部２２とで一体化して燃料タンク１０を周回させることができる。よって、燃料タンク１０とのズレを抑制し、剛性を大きくすることができる。
【００３９】
燃料タンク１０に短尺タンクを用いることができる。これにより、走行時の車両の航続距離を延ばすことができる。
【００４０】
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【００４１】
例えば、実施形態において、左右バンド３１と前後バンド３２を備えた燃料タンク１０の固定構造を説明したが、左右バンド３１と前後バンド３２で燃料タンク１０を固定させた車両も、本発明の技術的思想の範囲内である。
【符号の説明】
【００４２】
１  車両
１０  燃料タンク
１０ａ  一端
１０ｂ  他端
１１  一端部
１２  ストレート部
１２ｃ  外周面
１３  他端部
１４  バルブ
１５  振動
２０  ロアフレーム
２１  左右ロアフレーム部
２１ａ、２１ｂ  固定部
２２  前後ロアフレーム部
２２ａ、２２ｂ  固定部
３１  左右バンド
３１ａ  一方の端部
３１ｂ  他方の端部
３２  前後バンド
３２ａ  一方の端部
３２ｂ  他方の端部
３３  固定部材
３５  バンド
Ｌ  中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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