(57)【要約】【課題】車両重量の増加やスペース効率の低下を招くことなく外部入力を吸収する高圧ガスタンク車載構造を提供する。【解決手段】本発明は、トーションビーム型懸架装置を後輪に備えた車両において、ガスを高圧状態で保持する第２高圧ガスタンク７をトーションビーム２ｂと車体骨格１の後端との間にそれぞれ前後方向に間隙Ｌ１、Ｌ２を持って配置し、高圧ガスタンクは、車両後方からの外部入力により高圧ガスタンク前後の車体骨格が間隙だけ変形した後に、外部入力を直接的に車体骨格に伝達するとともに、高圧ガスタンクからトーションビーム２ｂ及びトレーリングアーム２ａを通じて車体骨格に伝達することを特徴とする高圧ガスタンク車載構造である。【選択図】図１
2008037328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に配置され、一端が車体骨格に支持される一対のトレーリングアームと、左右方向に配置され、前記一対のトレーリングアームを連結するトーションビームから構成される懸架装置により後輪を懸架する車両において、
ガスを高圧状態で保持する高圧ガスタンクを前記トーションビームと前記車体骨格の後端との間にそれぞれ前後方向に間隙を持って配置し、
前記車体骨格は、車両後方からの外部入力を吸収するように前記間隙だけ変形し、前記間隙変形後、外部入力が直接的に前記車体骨格に伝達されるとともに、前記高圧ガスタンクから前記トーションビーム及び前記トレーリングアームを通じて前記車体骨格に伝達されるように構成したことを特徴とする高圧ガスタンク車載構造。
【請求項２】
前記高圧ガスタンクは、前記車体骨格より大きい前後方向の剛性を有し、前記高圧ガスタンクの後端は、前記後輪の後端より後に配置されることを特徴とする請求項１に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項３】
前記高圧ガスタンクは、前記車体骨格より大きい前後方向の剛性を有し、前記後輪の後端より前に配置され、外部入力は前記車輪を構成するタイヤに前記高圧ガスタンクより先に入力されることを特徴とする請求項１に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項４】
前記車体骨格の後端と前記高圧ガスタンクとの間の前記車体骨格が変形後、前記トーションビームと前記高圧ガスタンクとの間の前記車体骨格が変形することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項５】
前記外部入力により前記車体骨格が前記間隙だけ変形した場合に前記高圧ガスタンクと前記トーションビームを確実に接触させる接触部材を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項６】
前記接触部材は、前記高圧ガスタンクまたは前記トーションビームに取り付けられることを特徴とする請求項５に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項７】
前記接触部材は、車両上下方向の平面に対して角度を持った傾斜面を備え、
前記高圧ガスタンクと前記トーションビームの接触時に生じる力の分力が下方向に生じることを特徴とする請求項６に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項８】
前記トーションビームは、車両上下方向の平面に対して角度を持った傾斜面とからなる逆Ｖ字状の断面形状を備え、
前記接触部材は、前記高圧ガスタンクに面する前記傾斜面であり、
前記高圧ガスタンクと前記トーションビームの前記傾斜面が接触時に生じる力の分力が下方向に生じることを特徴とする請求項５に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項９】
前記接触部材は、前記トーションビームまたは前記高圧ガスタンクとの接触時の衝撃を吸収する緩衝材を備えることを特徴とする請求項５から８のいずれか一つに記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項１０】
前記外部入力による前記高圧ガスタンク前後の前記車体骨格の変形量である前記間隙を、前記高圧ガスタンクの大きさに応じて調整するスペーサを前記高圧ガスタンクと前記トーションビーム間に設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項１１】
前記スペーサは、前記車体骨格に取り付けられることを特徴とする請求項１０に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項１２】
前記懸架装置は、前記トーションビームの後方に第２のトーションビームを備え、
前記スペーサは、前記第２のトーションビームをもってなすことを特徴とする請求項１０に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項１３】
前記スペーサは、中空状に形成され、この中空部に車両の駆動源としてのモータに電力を供給する蓄電池または前記高圧ガスタンクのガスの出入りを制御する制御弁の開閉を制御するコントローラを格納することを特徴とする請求項１０に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項１４】
前記スペーサは、前記トーションビーム及び高圧ガスタンクとの接触時の衝撃を吸収する緩衝材を備えることを特徴とする請求項１３に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【請求項１５】
前記高圧ガスタンクは、前記車体骨格より大きい前後方向の剛性を有する支持部材を介して前記車体骨格に支持されることを特徴とする請求項１に記載の高圧ガスタンク車載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガスタンク車載構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の高圧ガスタンク車載構造として特許文献１に記載の技術がある。この技術は、高圧ガスタンクを矩形枠状のシャシーフレームに固定し、この状態でシャシーフレームを車体骨格に取り付ける高圧ガスタンクの車載構造であり、車体骨格は、シャシーフレーム取り付け部前方で車体前方に分岐する構成を備える。この技術では、後方からの入力を車体骨格とシャシーフレームとで分散して受け、入力を前方の２つに分岐された車体骨格に伝達するとともに、シャシーフレームからスタックケースにも入力を伝達するようにして入力の分散を図っている。
【０００３】
また特許文献２に記載の高圧ガスタンク車載構造は、車載された複数の高圧ガスタンクに車両後方から入力が作用した場合に、高圧ガスタンクの内の一つが車両上下方向に変位する構造とすることで高圧ガスタンクの衝撃荷重を低減するものである。この発明では入力を車体骨格と高圧ガスタンクという２つの入力伝達経路に対し、高圧ガスタンクの１つを上下方向に移動させることでエネルギーの吸収を図っている。
【特許文献１】特開２００３−２９１８５７号公報
【特許文献２】特開２００５−１１２１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の従来技術では、入力を受け持つシャシーフレームの内側に高圧ガスタンクを保持するため、高圧ガスタンクのみのスペースに対してシャシーフレームを設けた分だけ、高圧ガスタンク容量が小型化する。またシャシーフレームを追加するため、コストと質量の増加を招くことになる。更に、シャシーフレームが取り付く車体骨格は車体変形が見込まれず、シャシーフレーム後側の車体骨格でのエネルギー吸収後はシャシーフレーム前側の車体骨格にエネルギーが集中するため、フロントブラケットの設定により入力の分散を図るが、これらにより車両コストが上昇するとともに、車両質量の増加により燃費が悪化するという問題がある。
【０００５】
特許文献２の場合、車両後方からの外部入力に対して、車体骨格の変形とともに高圧ガスタンクの上下移動により入力エネルギーを分散する構造であるため、複数の高圧ガスタンクの上下を規制する案内手段にかかる負荷が大きくなる。結果、案内手段のコストと質量の増加を招くという問題が発生する。また、予めタンクの移動スペースを確保する必要がありスペース効率は良くない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、車両重量やコストの上昇を招くことなく、外部入力の分散を図る高圧ガスタンク車載構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車両前後方向に配置され、一端が車体骨格に支持される一対のトレーリングアームと、左右方向に配置され、前記一対のトレーリングアームを連結するトーションビームから構成される懸架装置を後輪に備えた車両において、ガスを高圧状態で保持する高圧ガスタンクを前記トーションビームと前記車体骨格の後端との間にそれぞれ前後方向に間隙を持って配置し、前記高圧ガスタンクは、車両後方からの外部入力により前記高圧ガスタンク前後の前記車体骨格が前記間隙だけ変形した場合に、外部入力を直接的に前記車体骨格に伝達するとともに、前記高圧ガスタンクから前記トーションビーム及び前記トレーリングアームを通じて前記車体骨格に伝達することを特徴とする高圧ガスタンク車載構造である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、高圧ガスタンクの前後に間隙を設けることで外部入力の吸収を図るとともに、間隙だけ車体骨格が変形した後は、外部入力を車体骨格に入力するとともに、高圧ガスタンクからトーションビーム、トレーリングアームを介して車体骨格に入力し、外部入力を分散させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施形態の高圧ガスタンク車載構造の構成図である。
【００１０】
１は、車体骨格を構成するサイドメンバーであって、サイドメンバー１は車両前後方向に伸びた、例えば略矩形断面を有する、車両の左右方向の中心に対して対称に配置される構造材である。サイドメンバー１は、客室内の床面を形成する客室部１ａと、客室部より高い位置に配置され、トランクの床面を形成するトランク部１ｂと、客室部１ａとトランク部１ｂとを連接する傾斜した接続部１ｃとを備える。
【００１１】
２は、従動輪である後輪を懸架するリアサスペンション（以下、リアサスという）で、いわゆるトーションビーム式懸架装置である。リアサス２は、車両前後方向に伸びる一対のトレーリングアーム２ａと、車両左右方向に配置され、一対のトレーリングアーム２ａを連結し、矩形断面のトーションビーム２ｂとから構成される。トレーリングアーム２ａの前端部は、サイドメンバー１の客室部１ａ後端部近傍下部に揺動自在にボルト等を介して取り付けられ、後端部は、図示しないスピンドルが固定され、スピンドルを介してタイヤとホイールからなる車輪３を回転自在に支持する。但し、後述するように、トーションビーム２ｂ及びトーションビーム２ｂとの連結部より前方のトレーリングアーム２ａは、後方からの外部入力をサイドメンバー１に伝達するため、剛性を十分に有する剛体とみなされる。
【００１２】
サイドメンバー１の上面を覆うパネル４が設けられ、パネル４上に後席シート５が設置される。サイドメンバー１間で、リアサス２のトーションビーム２ｂ前方かつ後席シート５下部で、さらに車両要件、例えば最低地上高から区画されるスペースに第１高圧ガスタンク６が設置され、同様にサイドメンバー１間で、トーションビーム２ｂ後方かつ車両要件から区画されるスペースに第２高圧ガスタンク７が設置される。第２高圧ガスタンク７は車体構造的には前後方向の外部入力が加わった場合には、外部入力により変形しないような、サイドメンバー１より前後方向の剛性が高い剛体として機能する。
【００１３】
ここで、車両左右方向から見て、第２高圧ガスタンク７からリアサス２のトーションビーム２ｂまでの前後方向のサイドメンバー１の長さＬ１と、第２高圧ガスタンク７からサイドメンバー１のトランク部１ｂの後端部までの前後方向のサイドメンバー１の長さＬ２とが確保されるように、これら構成部材が配置される。第２高圧ガスタンク７の前後の間隙としてのサイドメンバー１の長さＬ１、Ｌ２は後述の後方からの外部入力が入力されたときに外部入力のエネルギーを吸収するための入力エネルギー吸収部として必要な長さ、つまりサイドメンバー１の変形量であり、この部分の前後剛性と想定した外部入力により設定される。
【００１４】
なお、第２高圧ガスタンク７自体が剛体とみなし得る構成を備えると記述したが、ガスタンクを支持する構成を設け、この支持部材２０が十分な剛性を備えるようにしてもよい。図２は、第２高圧ガスタンク７を支持する支持部材２０の構成の一例を示す構成図である。
【００１５】
支持部材２０は、第２高圧ガスタンク７の円形断面の外形に沿うように形成され、高圧ガスタンク中心軸方向に複数配置された半円弧状の半円弧部材２０ａと、この半円弧部材２０ａを左右方向に結合する結合部材２０ｂとから構成され、これら部材は、例えばアルミ材により構成される。このような支持部材２０により第２高圧ガスタンク７を支持し、支持部材２０はサイドメンバ１に固定される。
【００１６】
以下、図を用いて他車両１０による車両後方からの衝突時に、車体に外部入力が作用する場合の車体の変形を時系列的に説明する。説明において、便宜上サイドメンバー１の変形により外部入力を吸収すると記載するが、実際にはサイドメンバー１のみならずモノコックボディ全体で外部入力を吸収することは言うまでもない。
【００１７】
まず図１は、他車両１０が車両後部に衝突する前の状態である。
【００１８】
図３は、他車両１０が所定速度で車両後部に衝突して、サイドメンバー１のトランク部１ｂが変形して衝突による入力エネルギーを吸収している状態を示す。第２高圧ガスタンク７とトランク部１ｂとの長さＬ２がＬ２´となり、トランク部１ｂが（Ｌ２−Ｌ２´）だけ変形して入力エネルギーを吸収する。
【００１９】
図４は、サイドメンバー１のトランク部１ｂの変形による入力エネルギーの吸収だけでは外部入力の入力エネルギーを吸収しきれず、後方から衝突してくる他車両１０が第２タンク７に接触した状態を示す。この場合には他車両１０のエネルギーは、剛体である第２高圧ガスタンク７では吸収されず、サイドメンバー１のトランク部１ｂの前方が変形して入力エネルギーを吸収する。ここでの入力エネルギーの吸収は、第２高圧ガスタンク７とリアサス２のトーションビーム２ｂとの間の長さＬ１だけサイドメンバー１が変形することでなされる。
【００２０】
図５は、サイドメンバー１が長さＬ１だけ変形し、第２高圧ガスタンク７がリアサス２のトーションビーム２ｂに接触した状態を示す。この状態では、外部からの入力は、サイドメンバー１のトランク部１ｂ、接続部１ｃを介してフロア１ａに伝達される経路と、第２タンク７からリアサス２のトーションビーム２ｂ、トレーリングアーム２ａを介してフロア部１ａに伝達される経路とに分けられる。
【００２１】
このように、車体骨格を形成するサイドメンバー１と、このサイドメンバー１に取り付けられるトーションビーム型リアサスペンション２と、このトーションビーム２ｂの後方に配置され、前記サイドメンバー１より前後方向の剛性が高い第２高圧ガスタンク７とを備えた車両において、後方からの外部入力が前記第２高圧ガスタンク７を介して前記トーションビーム２ｂに作用する場合に、外部入力が前記サイドメンバー１に直接的に入力される第１入力伝達経路と、第２高圧ガスタンク７、トーションビーム型サスペンション２を介してサイドメンバー１に入力される第２入力伝達経路とに分けられるため、構成部品のレイアウトのみで外部からの入力の伝達経路を分散することができる。
【００２２】
図６、図７は、第２の実施形態の高圧ガスタンク車載構造の構成図であり、車輪３の後端部が第２高圧ガスタンク７より後側に配置された場合の車両レイアウトの構成図である。この実施形態では、後方から衝突してくる他車両１０がまず車輪３に接触してタイヤにより入力が吸収され、その後前述の２つの入力伝達経路を通じてサイドメンバー１の客室部１ａに入力が伝達される。したがって、この実施形態の場合には、タイヤにより外部入力がまず吸収されるため、第２高圧ガスタンク７に伝達される入力を軽減することができる。
【００２３】
図８、図９はリアサス２のトーションビーム２ｂと第２高圧ガスタンク７とを均等に接触させる接触部材の配置を示す構成図である。
【００２４】
図８では、接触部材８を第２高圧ガスタンク７に取り付けるようにした構成であり、この場合にはリアサス２のストローク量を考慮して設定する必要が生じ、接触部材８が大型化するが、一方で、第２高圧ガスタンク７への飛び石を防止することができる効果がある。
【００２５】
図９は、トーションビーム２ｂに接触部材９を設ける構成であり、この場合には、リアサスのストローク量を考慮する必要がなく、接触部材８を小型化することが可能であるが、第２高圧ガスタンク７への飛び石を防止する飛石避け（チッピングプロテクタ）を別置する必要がある。ここで、図８、図９に示す接触部材８、９は、例えば、アルミ材により形成される。なお、図９に示すように接触部材９に緩衝材１６を取り付け、トーションビーム２ｂと接触時の衝撃を緩衝材１６により緩和するようにしてもよい。
【００２６】
図１０は、外部入力が作用した時に、第２高圧ガスタンク７または接触部材１１がリアサス２のトーションビーム２ｂに接触することによるトーションビーム２ｂの入力方向を説明する図である。これまで説明してきた実施形態では、第２高圧ガスタンク７はトーションビーム２ｂに前後方向力のみを作用することとして説明してきたが、図１０に示すように下方向の力Ｆｖを生じるように、トーションビーム２ｂに対して角度を持って接触部材１１を接触させる。具体的には、接触部材１１がトーションビーム２ｂに接触する面１１ａを上下方向の平面に対して角度を持って形成し、この面１１ａがトーションビーム２ｂに接触することで生じた上下力Ｆｖは、リアサス２をストロークさせ、図示しないショックアブソーバにより緩衝される。結果として、トーションビーム２ｂに作用する入力を低減することができる。接触部材１１の接触面に緩衝材１６を設置するようにしても良い。
【００２７】
図１１は、接触部材１１の具体的な構成を説明する構成図である。これは、図２に示した支持部材２０を基に構成した接触部材１１である。この接触部材１１は、例えばアルミ材により形成される。トーションビーム２ｂに接触する接触材１１ｂを所定角度で設置し、支持部材２０に固定するようにしたものである。
【００２８】
さらには、図１２に示すように、トーションビーム２ｃの断面形状を逆Ｖ字状の面で形成し、接触部材１１を廃止するようにしてもよい。
【００２９】
図１３は、トーションビーム２ｂと第２高圧ガスタンク７間に配置され、車体骨格の変形量を所定値となるように調整するスペーサ１２の構成を示す図である。このスペーサ１２は、トーションビーム２ｂと第２高圧ガスタンク７間に配置され、例えば、サイドメンバー１のトランク部１ｂを左右方向に連結するクロスメンバー１３を設け、このクロスメンバー１３と第２高圧ガスタンク７に固定される。これにより、これまで説明してきた外力によるサイドメンバー１の変形に影響しない位置に設置される。
【００３０】
スペーサ１２を設置することにより、第２高圧ガスタンク７の配置がトーションビーム２ｂから離れている場合でも第２高圧ガスタンク７とトーションビーム２ｂを介して入力を車体骨格前方に伝達することができる。また、スペーサ１２はストロークするトーションビーム２ｂを覆うように設置されるため、結果として第２高圧ガスタンク７の前面を覆うことになり、第２高圧ガスタンク７への飛び石を防ぐことができ、チッピングプロテクタを廃止することができる。
【００３１】
また、スペーサ１２は、中空形状を有しており、この内部に例えば、例えば電気車両の駆動源としてのモータに電力を供給する蓄電池１７を格納することで、スペースの効率化を図ることができる。また蓄電池１７に限らず、例えば高圧ガスタンク６、７からのガスの出入りを制御する制御弁を開閉制御する不図示のコントローラを格納するようにしてもよい。また、スペーサ１２表面に図９に示した緩衝材１６と同様の緩衝材を備えるようにしてもよい。
【００３２】
図１４は、接触部材をリアサス側に設置する構成を示す図である。この構成では、接触部材１４をトーションビーム２ｂと第２高圧ガスタンク７間に設置するために、第２のトーションビーム１５をリアサス２に設ける。この構成では、接触部材１４を小型化することができるとともに、リアサス２のトーションビームのねじり剛性を向上することができる。
【００３３】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態の高圧ガスタンク車載構造の構成図（衝突前）である。
【図２】高圧ガスタンク支持部材の構成図である。
【図３】第１の実施形態の高圧ガスタンク車載構造の構成図（衝突後、トランク部変形時）である。
【図４】第１の実施形態の高圧ガスタンク車載構造の構成図（衝突後、後突してきた他車両と高圧ガスタンク接触時）である。
【図５】第１の実施形態の高圧ガスタンク車載構造の構成図（衝突後、高圧ガスタンクとトーションビーム接触時）である。
【図６】第２の実施形態の高圧ガスタンク車載構造の構成図（衝突後、後突してきた他車両と車輪接触時）である。
【図７】第２の実施形態の高圧ガスタンク車載構造の構成図（衝突後、後突してきた他車両と高圧ガスタンク接触時）である。
【図８】接触部材を高圧ガスタンク側に設定した場合を説明する構成図である。
【図９】接触部材をトーションビーム側に設定した場合を説明する構成図である。
【図１０】トーションビームに対し下方向に接触部材を説明する構成図である。
【図１１】高圧ガスタンクの支持部材を基にした接触部材の構成を説明する図である。
【図１２】トーションビームの断面形状の工夫を説明する図である。
【図１３】スペーサをタンク側に設定した場合を説明する高圧ガスタンク車載構造の構成図（衝突後、高圧ガスタンクとトーションビーム接触時）である。
【図１４】スペーサをトーションビームと兼ねた場合を説明する高圧ガスタンク車載構造の構成図（衝突後、高圧ガスタンクとトーションビーム接触時）である。
【符号の説明】
【００３５】
１：サイドメンバー
２：リアサス
２ａ：トレーリングアーム
２ｂ、２ｃ：トーションビーム
３：車輪
４：パネル
５：後席シート
６、７：高圧ガスタンク
８、９：接触部材
１０：後方から衝突して来る他車両
１１、１４：接触部材
１２：スペーサ
１３：クロスメンバー
１５：第２トーションビーム
１６：緩衝材
１７：蓄電池
【図２】
2008037328.tif 000003
【図１１】
2008037328.tif 000004
【図１】
2008037328.tif 000005
【図３】
2008037328.tif 000006
【図４】
2008037328.tif 000007
【図５】
2008037328.tif 000008
【図６】
2008037328.tif 000009
【図７】
2008037328.tif 000010
【図８】
2008037328.tif 000011
【図９】
2008037328.tif 000012
【図１０】
2008037328.tif 000013
【図１２】
2008037328.tif 000014
【図１３】
2008037328.tif 000015
【図１４】
2008037328.tif 000016