(57)【要約】【課題】タンクや配管などの組み付け状態を安定した状態に維持しつつ車両への搭載の容易化を図ることができるタンクの搭載構造を提供する。【解決手段】上方が開口されたユニットケース２１内に複数の高圧タンク１０を収納し、高圧タンク１０にバルブ１０ａを取り付けるとともにバルブ１０ａに供給管３６及び充填管３７を接続し、高圧タンク１０をタンクバンド３１によってユニットケース２１に固定することによりタンクユニット１１とする。タンクユニット１１を、車両の底部の所定の取り付け位置に配置させ、取付ボルト４４によって車両の底部に組み付ける。【選択図】図２
2008049961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のタンクを車両の底部に搭載したタンクの搭載構造であって、
収納空間を有するケース内に前記タンクが収納されて各タンクに配管部材が取り付けられたタンクユニットを前記車両の底部に組み付けてなるタンクの搭載構造。
【請求項２】
請求項１に記載のタンクの搭載構造であって、
前記ケースは、前記車両の底部への取り付け側である上方側のみが開口されているタンクの搭載構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタンクの搭載構造であって、
前記タンクは、帯状に形成されたタンクバンドによって緊結されて前記ケースに固定されているタンクの搭載構造。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のタンクの搭載構造であって、
前記タンクは、その一端側が前記ケースに設けられた支持部によって当該タンクの軸線方向に摺動自在に支持され、他端側が前記ケースに締結されて固定されているタンクの搭載構造。
【請求項５】
請求項４に記載のタンクの搭載構造であって、
前記タンクは、その外周面を前記ケースの底面から離間させて固定されているタンクの搭載構造。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のタンクの搭載構造であって、
前記タンクユニットは、前記車両の底部へ前記ケースをボルトによって固定することにより前記車両に組み付けられているタンクの搭載構造。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のタンクの搭載構造であって、
前記タンクユニットは、前記ケースの底面側へ通された帯状の固定バンドの両端を前記車両の底部へ固定することにより前記車両に組み付けられているタンクの搭載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高圧ガスタンクなどのタンクを車両へ搭載するためのタンクの搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料電池やガスエンジンなどの駆動源を備えた車両では、駆動源へ供給するガスが充填された複数の高圧ガスタンクが搭載されている。この種の高圧ガスタンクを車両へ搭載するために、まず、タンクに配管やバルブを組み付け、ガスのリークのチェックを行い、その後、専用の治具によって車両の底部の所定位置に配置し、取り付け用の構造部材によって車両に固定していた。
【０００３】
また、タンクの取り付け後は、走行時の飛び石等からの保護用のアンダーカバーを、タンクの周囲を覆うように取り付けていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３７０５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のように、タンクに配管やバルブなどの配管部材を組み付けた後に、タンクを車両へ搭載する取り付け構造では、車両へ搭載して固定するまではタンクや配管部材などが別々になっていて不安定な状態となってしまう。また、車両へのタンクの搭載後に、タンクの保護用のアンダーカバーを車両へ取り付ける作業が必要であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、タンクや配管部材などの組み付け状態を安定した状態に維持しつつ車両への搭載の容易化を図ることができるタンクの搭載構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のタンクの搭載構造は、複数のタンクを車両の底部に搭載したタンクの搭載構造であって、収納空間を有するケース内に前記タンクが収納されて各タンクに配管部材が取り付けられたタンクユニットが前記車両の底部に組み付けられてなる。
【０００７】
この構成によれば、各タンクをケースに収納して配管やバルブなどの配管部材を取り付けてタンクユニットとしてユニット化した状態にて車両の底部に組み付けることができるので、車両へのタンクの搭載の容易化を図ることができる。また、ユニット化したことにより、タンクやタンクへ取り付けた配管やバルブなどの配管部材の組み立て状態を安定させた状態で車両へ搭載することができる。
【０００８】
さらに、タンクがケースによって覆われるので、車両へのタンクの搭載後にタンクの保護用のアンダーカバーを車両へ取り付ける必要をなくすことができる。
【０００９】
前記ケースは、前記車両の底部への取り付け側である上方側のみが開口されていても良い。
【００１０】
この構成によれば、上方側を開口させて開放することで、ケースの軽量化を図ることができ、しかも、タンクへ取り付けた配管やバルブなどの配管部材のケースとの干渉を抑えることができる。
【００１１】
前記タンクは、帯状に形成されたタンクバンドによって緊結されて前記ケースに固定されていても良い。
【００１２】
この構成によれば、ケースへタンクを良好かつ容易に固定することができ、タンクや配管部材の取り付け状態のさらなる安定化を図ることができる。
【００１３】
前記タンクは、その一端側が前記ケースに設けられた支持部によって当該タンクの軸線方向に摺動自在に支持される一方、他端側が前記ケースに締結されて固定されていても良い。
【００１４】
この構成によれば、ケースへタンクを良好かつ容易に固定することができ、タンクや配管部材の取り付け状態のさらなる安定化を図ることができる。また、タンクの軸線方向における膨張収縮を支持部にて吸収することができる。
【００１５】
この場合においては、さらに、前記タンクは、その外周面を前記ケースの底面から離間させて固定されていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、タンクの外周面とケースの底面との間に空間が形成されるので、タンクの径方向の膨張収縮を当該空間にて吸収することができる。
【００１７】
前記タンクユニットは、前記車両の底部へ前記ケースをボルトによって固定することにより、あるいは、前記ケースの底面側へ通された帯状の固定バンドの両端を前記車両の底部へ固定することにより、前記車両に組み付けられていても良い。
【００１８】
この構成によれば、車両の底部へタンクユニットを良好かつ容易に組み付けることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のタンクの搭載構造によれば、タンクや配管部材などの組み付け状態を安定した状態に維持しつつ車両への搭載の容易化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るタンクの搭載構造の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、反応ガスの供給を受けて電力を発生する燃料電池を備えた燃料電池車を例にとって説明する。図１は車両の概略側面図、図２は車両に搭載するタンクユニットを示す斜視図、図３はタンクユニットの断面図である。
【００２１】
図１に示すように、車両Ｓは、底面を構成するシャーシ１と、このシャーシ１の上方に設けられたボディ２とを有しており、この車両Ｓには、その走行方向前方側である車両Ｓの前方側に燃料電池３、ＰＣＵ（Power Control Unit）４及びトラクションモータ５が設置されている。
【００２２】
この燃料電池３は、反応ガスである燃料ガス及び酸化ガスの供給を受けて電気化学反応により発電するセルを所要数積層して発電部を構成する燃料電池スタックを有しており、この燃料電池スタックを構成するセルは、電解質膜及びその両面に配置した一対の電極からなるＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、ＭＥＡを挟持する一対のセパレータとで構成されている。
【００２３】
そして、この燃料電池３を構成する燃料電池スタックでは、ＭＥＡを介した両面側に、燃料ガスである水素ガス及び酸化ガスとしての空気が流され、水素ガスと空気中の酸素とがＭＥＡを介して電気化学反応することにより発電する。
【００２４】
上記燃料電池３により発生した電力は、ＰＣＵ４を介してトラクションモータ５へ供給される。ＰＣＵ４は、燃料電池３とトラクションモータ５との間に配置されるインバータやＤＣ−ＤＣコンバータ等を備えている。そして、このトラクションモータ５が駆動されることにより、その駆動力が車輪６に伝達され、車両Ｓが走行する。
【００２５】
上記車両Ｓの後方側における底部には、燃料ガスである水素ガスが高圧（例えば、７０ＭＰａ）で充填された複数の高圧タンク１０を有するタンクユニット１１が設置されている。これらタンクユニット１１の高圧タンク１０は、燃料ガス供給用の供給配管１２により燃料電池３に接続されており、この供給配管１２によって、高圧タンク１０内の水素ガスが燃料電池３へ供給される。
【００２６】
なお、図示はしないが、車両Ｓには、燃料電池３に接続されて該燃料電池３に酸化ガスとしての例えば空気を供給する供給管、この供給管に設けられて燃料電池３に空気を送り込むエアコンプレッサ、この送り込む空気を加湿する加湿器、燃料電池３から排出された空気オフガス（酸化オフガス）を排出する排気管、燃料電池３からの水素オフガスを循環させる水素ポンプなども搭載されている。
【００２７】
次に、上記車両Ｓに搭載されたタンクユニット１１の構造について説明する。
【００２８】
図２及び図３に示すように、このタンクユニット１１は、平面視略矩形状に形成されたユニットケース（ケース）２１を有しており、このユニットケース２１の内部に形成された収納空間２１ａ内に、高圧タンク（タンク）１０が並列に配置されて収納されている。このユニットケース２１は、上方側が開口部２２とされて開口された箱形に形成されたもので、例えば、硬質プラスチック等の樹脂などで一体成形されている。
【００２９】
ユニットケース２１の底面２１Ａには、高圧タンク１０の外径変化に追従可能な材質、例えば金属やウレタン等からなる支持部材２３が設けられている。この支持部材２３には、高圧タンク１０の外径に合わせて断面視円弧状に形成された収納溝２３ａが、収納された高圧タンク１０の数だけ並列している。これにより、各高圧タンク１０は、収納溝２３ａに嵌まり込んで保持された状態にて、ユニットケース２１内に整列されて収納される。
【００３０】
ユニットケース２１に収納された複数の高圧タンク１０は、複数のタンクバンド３１によってユニットケース２１に固定されている。タンクバンド３１は、例えば、柔軟性を有する金属板などを帯状に形成したもので、その両端がユニットケース２１の収納空間２１ａを形成する内壁部分に設けられた係合部３２に着脱可能に係合されるようになっている。
【００３１】
また、各収納溝２３ａの間には、バンド固定ナット３３が埋め込まれている。さらに、タンクバンド３１には、バンド固定ナット３３に対応する位置に図示しない孔部が形成されており、この孔部には、駒材（図示略）を介して締結ボルト３５が挿通され、この締結ボルト３５がバンド固定ナット３３にねじ込まれている。
【００３２】
そして、この締結ボルト３５を固定ナット３３へねじ込むことにより、タンクバンド３１が各高圧タンク１０の間にてユニットケース２１の底部方向へ引っ張られる。これにより、タンクバンド３１には、バンド固定ナット３３にねじ込まれた締結ボルト３５によって張力が付与され、ユニットケース２１内の各高圧タンク１０がタンクバンド３１によってユニットケース２１の底部に固定される。
【００３３】
このようにユニットケース２１に固定された高圧タンク１０には、その一端側の口金部にバルブ１０ａが取り付けられており、これらバルブ１０ａには、供給管３６及び充填管３７が接続されている。供給管３６には、その端部に管継手３８が設けられており、この管継手３８によって供給管３６が車両Ｓの供給配管１２に接続される。また、充填管３７には、その端部に供給ポート３９が設けられており、この供給ポート３９は、車両Ｓの図示しないガス供給口に設置され、この供給ポート３９から各高圧タンク１０内へ水素ガスを充填することができるようになっている。
【００３４】
ユニットケース２１には、その開口部２２の全周縁に、外方へ突出するフランジ部４１が形成されている。フランジ部４１には、ユニットケース２１の各辺毎に２つのステー部４２が形成されており、これらステー部４２には、挿通孔４３が形成されている。
【００３５】
そして、このステー部４２の挿通孔４３には、下方側から取付ボルト（ボルト）４４が挿通され、この取付ボルト４４を、車両Ｓのシャーシ１に設けられた図示しないナット部へねじ込むことにより、タンクユニット１１が車両Ｓのシャーシ１の底面側に固定される。
【００３６】
次に、複数の高圧タンク１０を車両Ｓに搭載させる場合について説明する。まず、ユニットケース２１のそれぞれの収納溝２３ａに高圧タンク１０を嵌め込むことにより、これら高圧タンク１０をユニットケース２１の収納空間２１ａ内に保持させる。
【００３７】
この状態にて、各高圧タンク１０の一端側の口金部に、バルブ１０ａを取り付け、さらに、このバルブ１０ａに、供給管３６及び充填管３７を接続する。なお、バルブ１０ａは、高圧タンク１０をユニットケース２１の収納空間２１ａ内に収納させる前に高圧タンク１０に取り付けておいても良い。
【００３８】
次に、タンクバンド３１の両端部を、係合部３２に係合させ、さらに、タンクバンド３１の孔部に駒材（図示略）を介して締結ボルト３５を挿通し、この締結ボルト３５をバンド固定ナット３３にねじ込み、各高圧タンク１０をタンクバンド３１によって緊結してユニットケース２１の底部に固定する。
【００３９】
このようにして、ユニットケース２１に複数の高圧タンク１０を収納して配管処理を行ってタンクユニット１１を組み立てたら、このタンクユニット１１を、車両Ｓの底部の所定の取り付け位置に配置させ、フランジ部４１をシャーシ１の底面に当接させる。
【００４０】
そして、この状態にて、ステー部４２の挿通孔４３へ取付ボルト４４を挿通し、車両Ｓのシャーシ１のナット部へ取付ボルト４４をねじ込み、タンクユニット１１を車両Ｓのシャーシ１の底面側に固定する。その後、管継手３８によって供給管３６を車両Ｓの供給配管１２に接続するとともに、充填管３７の供給ポート３９を車両Ｓのガス供給口に設置する。
【００４１】
以上、説明したように、本実施形態に係るタンクの搭載構造によれば、各高圧タンク１０をユニットケース２１に収納してバルブ１０ａ、供給管３６、充填管３７などの配管部材を取り付けてタンクユニット１１としてユニット化した状態にて車両Ｓの底部に組み付けることができるので、車両Ｓへの高圧タンク１０の搭載の容易化を図ることができる。
【００４２】
また、ユニット化したことにより、高圧タンク１０や配管部材の組み立て状態を安定させた状態で車両Ｓへ搭載することができ、搭載作業性の向上を図ることができる。また、高圧タンク１０がユニットケース２１によって覆われるので、車両Ｓへの高圧タンク１０の搭載後に高圧タンク１０の保護用のアンダーカバーを車両Ｓへ取り付ける必要をなくすことができる。
【００４３】
つまり、本実施形態によれば、高圧タンク１０や配管部材などの組み付け状態を安定した状態に維持しつつ車両Ｓへの搭載の容易化を図ることができる。また、ユニットケース２１の上方側を開口部２２として開口させて開放することで、ユニットケース２１の軽量化を図ることができ、しかも、高圧タンク１０へ取り付けたバルブ１０ａ、供給管３６あるいは充填管３７など配管部材のユニットケース２１との干渉を抑えることができる。
【００４４】
さらに、高圧タンク１０を帯状に形成されたタンクバンド３１によって緊結してユニットケース２１に固定したので、ユニットケース２１へ高圧タンク１０を良好かつ容易に固定することができ、高圧タンク１０や配管部材の取り付け状態のさらなる安定化を図ることができる。
【００４５】
また、タンクユニット１１を、車両Ｓの底部へユニットケース２１を取付ボルト４４によって固定することにより車両Ｓに組み付ける構造であるので、車両Ｓの底部へタンクユニット１１を良好かつ容易に組み付けることができる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、ユニットケース２１の底面に配置された支持部材２３に収納溝２３ａが形成されていたが、ユニットケース２１の底面に上記収納溝２３ａと同様の収納溝が形成されていてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、タンクバンド３１によって高圧タンク１０をユニットケース２１に固定したが、ユニットケース２１への高圧タンク１０の固定構造としては、タンクバンド３１によるものに限定されない。例えば図４は、ユニットケース２１への高圧タンク１０の固定構造の他の例を示す断面図である。
【００４８】
図４に示すように、ユニットケース２１には、その底面２１Ａの一端側に支持部５１が設けられており、高圧タンク１０の一端側が支持部５１によって支持されている。この支持部５１は、高圧タンク１０の一端に設けられてバルブ１０ａが取り付けられる口金部が嵌合可能な凹部を有するもので、この支持部５１の凹部に高圧タンク１０の口金部を当該高圧タンク１０の軸線方向及び軸線回りに摺動自在に嵌合させることにより、高圧タンク１０の一端側が支持される。
【００４９】
また、底面２１Ａの他端側におけるユニットケース２１の壁部には、ボルト孔５２が形成されており、このボルト孔５２には、ユニットケース２１の外側から固定ボルト５３が挿通される。そして、この固定ボルト５３が、高圧タンク１０の他端側に形成されたネジ孔１０ｂにねじ込まれている。
【００５０】
このとき、高圧タンク１０は、その外周面１０Ａ（高圧タンク１０の少なくとも円筒部分の外周面１０Ａ）が、ユニットケース２１の底面２１Ａから離間して固定されることにより、高圧タンク１０の外周面１０Ａとユニットケース２１の底面２１Ａとの間には、所定の空間Ｒが形成されることになる。
【００５１】
この固定構造によれば、高圧タンク１０の一端側を支持部５１によって支持するとともに、他端側を、ボルト孔５２に挿通した固定ボルト５３を高圧タンク１０のネジ孔１０ｂにねじ込んで締結することにより、ユニットケース２１内に高圧タンク１０を容易に固定することができ、さらなる組み付け作業性の向上を図ることができる。
【００５２】
さらに、高圧タンク１０は、その一端側において支持部５１に軸線方向に摺動自在に支持されているので、高圧タンク１０の軸線方向における膨張収縮を当該支持部５１にて吸収することができ、また、高圧タンク１０の外周面１０Ａとユニットケース２１の底面２１Ａとの間に空間Ｒが形成されているので、高圧タンク１０の径方向の膨張収縮を当該空間Ｒにて吸収することができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、取付ボルト４４によってタンクユニット１１を車両Ｓに直接固定したが、車両Ｓへのタンクユニット１１の固定構造も、取付ボルト４４により直接固定するものに限定されない。
【００５４】
例えば図５は、車両Ｓへのタンクユニット１１の固定構造の他の例を示す斜視図である。図５に示すように、タンクユニット１１には、複数の固定バンド６１がユニットケース２１の底面側を通すように、互いに間隔をあけて配設されている。これら固定バンド６１は、例えば、柔軟性を有する金属板などを帯状に形成したもので、その両端は、締結ボルト６２が挿通可能な挿通孔６３が形成された取付部６４とされている。
【００５５】
なお、この固定構造によって車両Ｓへ取り付けられるタンクユニット１１のユニットケース２１には、挿通孔４３を有するステー部４２が形成されていない。
【００５６】
そして、この固定構造では、ユニットケース２１の裏面側に固定バンド６１を通し、これら固定バンド６１の取付部６４の挿通孔６３へ締結ボルト６２を挿通し、この締結ボルト６２を車両Ｓのシャーシ１のナット部に締結することにより、タンクユニット１１を固定バンド６１によって車両Ｓのシャーシ１の裏面側へ容易に固定することができ、さらなる組み付け作業性の向上を図ることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態では、燃料電池３へ高圧タンク１０から水素ガスを供給する燃料電池自動車を例にとって説明したが、ガスエンジン等の駆動源へ高圧タンクから燃料ガスを供給する車両にも適用可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態のタンクの搭載構造が採用された車両の概略側面図である。
【図２】車両に搭載するタンクユニットを示す斜視図である。
【図３】タンクユニットの高圧タンクに直交する方向の断面図である。
【図４】ユニットケースへのタンクの固定構造の他の例を示す高圧タンクに沿う方向の断面図である。
【図５】タンクユニットの車両への固定構造の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…高圧タンク（タンク）、１０ａ…バルブ（配管部材）、１１…タンクユニット、２１…ユニットケース（ケース）、２１ａ…収納空間、３１…タンクバンド、３６…供給管（配管部材）、３７…充填管（配管部材）、４４…取付ボルト（ボルト）、５１…支持部、６１…固定バンド、Ｓ…車両。
【図１】
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【図２】
2008049961.tif 000004
【図３】
2008049961.tif 000005
【図４】
2008049961.tif 000006
【図５】
2008049961.tif 000007