(57)【要約】【課題】低コストにて良好な固定状態を維持することが可能なタンクの固定構造を提供する。【解決手段】車両の底部に固定バンド１１によって高圧タンク１０を緊結して固定する。高圧タンク１０の外周面に当接して当該高圧タンク１０を保持する固定バンド１１のタンク保持部２２に、高圧タンク１０の外周面から離間して突出する凸部３１を形成する。高圧タンク１０への水素ガスの充填あるいは高圧タンク１０からの水素ガスの放出によって高圧タンク１０の外径が変形した際に、タンク保持部２２の凸部３１が変形を吸収し、高圧タンク１０の良好な固定状態を維持させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の一部に固定バンドによってタンクを緊結して固定するタンクの固定構造であって、
前記固定バンドは、前記タンクの外周面に当接して当該タンクを保持するタンク保持部を有し、このタンク保持部には、前記タンクの外周面から離間して突出する凸部が設けられているタンクの固定構造。
【請求項２】
前記タンク保持部における前記凸部の両端側が前記タンクの外周面に当接される請求項１に記載のタンクの固定構造。
【請求項３】
前記凸部は、前記タンクの外周面における互いに離間した位置を起点にして当該外周面から離間するように立ち上がる一対の側板部を有し、
前記一対の側板部は、前記タンクの外周面から離間するほど互いに接近するように傾斜している請求項１または２に記載のタンクの固定構造。
【請求項４】
車両の一部に固定バンドによってタンクを緊結して固定するタンクの固定構造であって、
前記固定バンドは、前記タンクの外周面に当接して当該タンクを保持するタンク保持部を有し、このタンク保持部には、前記タンクが拡径した際の張力上昇を抑制する抑制部が設けられているタンクの固定構造。
【請求項５】
前記タンクは、燃料ガスが所定圧以上で充填された高圧タンクである請求項１〜４のいずれかに記載のタンクの固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高圧タンクなどのタンクを車両へ固定するためのタンクの固定構造に関する。
【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高圧タンクが搭載されており、例えば、固定バンドによって車両に固定されている。この高圧タンクは、ガスの充填時に僅かに膨張し、放出時に収縮するため、タンクの膨張によって固定バンドが塑性変形すると、ガスの放出時に固定バンドによる固定力が弱くなる。
【０００３】
このため、形状記憶素材を有する固定バンドを用い、この形状記憶素材の弾性特性によってタンクの内圧による外形変形に合わせてタンクを保持することが行われている（例えば、特許文献１参照）。また、タンクに巻回したバンドを締結する締結具にバネを設け、このバネによってタンクの外形変形を吸収する構造も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５４１６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２９１６６６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、上記固定構造では、形状記憶素材などの高価な特殊な材料を用いたりあるいはバネなどの部品を別個に用いるため、コストが嵩むという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低コストにて良好な固定状態を維持することが可能なタンクの固定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、本発明のタンクの固定構造は、車両の一部に固定バンドによってタンクを緊結して固定するタンクの固定構造であって、前記固定バンドは、前記タンクの外周面に当接して当該タンクを保持するタンク保持部を有し、このタンク保持部には、前記タンクの外周面から離間して突出する凸部が設けられている。
【０００７】
この構成によれば、タンクへのガスの充填あるいはタンクからのガスの放出によってタンクの外形が変形しても、その変形はタンク保持部の凸部がタンクの外周面に接近するように変形することにより吸収されるので、タンクの良好な固定状態を維持することができる。したがって、形状記憶素材などの高価な特殊材料やバネなどの別部品を用いてタンクの変形を吸収する構造と比較して、低コストにて良好な固定状態を維持することができる。
【０００８】
前記タンク保持部における前記凸部の両端側が前記タンクの外周面に当接されていても良い。
【０００９】
前記凸部は、前記タンクの外周面における互いに離間した位置を起点にして当該外周面から離間するように立ち上がる一対の側板部を有し、前記一対の側板部は、前記タンクの外周面から離間するほど互いに接近するように傾斜していても良い。
【００１０】
この構成によれば、タンクの膨張による拡径時に、そのタンクの変形に合わせて凸部の両側板部を小抵抗にて良好に変形させ得て、凸部によるタンクの変形の吸収を良好に行わせることができる。
【００１１】
本発明のタンクの固定構造は、車両の一部に固定バンドによってタンクを緊結して固定するタンクの固定構造であって、前記固定バンドは、前記タンクの外周面に当接して当該タンクを保持するタンク保持部を有し、このタンク保持部には、前記タンクが拡径した際の張力上昇、ひいては伸長による塑性変形を抑制する抑制部が設けられていてもよい。
【００１２】
本発明のタンクの固定構造は、燃料ガスが所定圧以上で充填された高圧タンクを固定バンドにて車両に固定する場合のように、タンクを車両に固定した後に当該タンクが拡縮するような場合に特に有効である。
【００１３】
また、本発明のタンクは、その軸線と垂直な横断面の形状が略円（後述する実施の形態では、正円）であることが好ましく、さらに好ましくは、本発明の凸部は、円形をなすタンク横断面の径方向に沿う線分を基準にして線対称となる断面形状（後述する実施の形態では、等脚台形）に構成される。これらの構成によれば、タンク保持部の伸び（変形）が円滑に行われるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のタンクの搭載構造によれば、低コストにてタンクの良好な固定状態を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るタンクの固定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。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は車両の概略側面図、図２は車両の概略裏面図、図３はタンクの固定箇所における概略断面図、図４は図３におけＩＶ−ＩＶ断面図である。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
図２にも示すように、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、３５ＭＰａ、７０ＭＰａ）で充填された高圧タンク１０が、その軸方向を車両Ｓの幅方向に沿わせて配置され、軸方向の２カ所にて固定バンド１１によって車両Ｓに固定されている。
【００２２】
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。
【００２３】
なお、図示はしないが、車両Ｓには、燃料電池３に接続されて発電後に生成された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、燃料電池３に酸化ガスとしての空気を送り込むエアコンプレッサ、送り込む空気を加湿する加湿器なども搭載されている。
【００２４】
次に、上記車両Ｓに搭載された高圧タンク１０の固定構造について説明する。
【００２５】
図３に示すように、車両Ｓのシャーシ１には、車両Ｓの幅方向に沿って収納凹部２１が形成されており、この収納凹部２１内に、高圧タンク１０の一部が嵌め込まれている。そして、この収納凹部２１内に配置された高圧タンク１０には、その下方側に固定バンド１１が掛けられており、この固定バンド１１の両端部が、車両Ｓのシャーシ１に締結固定されている。
【００２６】
固定バンド１１は、例えば、鋼板あるいはステンレス板等の金属板から形成されたもので、高圧タンク１０を保持する円弧状のタンク保持部２２と、このタンク保持部２２の両端部に設けられた平板状の固定部２３とを有している。
【００２７】
そして、この固定バンド１１のタンク保持部２２を高圧タンク１０の外周に沿って配置させた状態にて、その両端の固定部２３に形成された図示しないボルト挿通孔へボルト２４を挿通し、シャーシ１に設けられた締結ナット２５へボルト２４をねじ込むことにより、高圧タンク１０が車両Ｓに緊結されて固定される。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、固定バンド１１の一部を構成しているタンク保持部２２には、その全長にわたって凸部３１が形成されている。この凸部３１は、タンク保持部２２の幅方向の中央部分を、高圧タンク１０の外周面に接する一方の面側から凹ませて他方の面側へ突出させることにより、断面視台形状（略ハット形断面）に形成したものであり、高圧タンク１０の拡径を吸収する吸収部として機能する他、高圧タンク１０が拡径した際の固定バンド１１の張力上昇を抑制する抑制部としても機能する。
【００２９】
凸部３１は、高圧タンク１０の外周面から離間する底板部３１ａと、この底板部３１ａの両側に設けられた側板部３１ｂとを備えており、これら側板部３１ｂは、高圧タンク１０の外周面側へ向かって互いに離間するように傾斜されている。言い換えれば、一対の側板部３１ｂは、高圧タンク１０の外周面における互いに離間した位置を起点にして当該外周面から離間するように立ち上がっており、しかも、離間するほど互いに接近するように傾斜している。
【００３０】
上記の固定バンド１１を用いた高圧タンク１０の固定構造では、高圧タンク１０に水素ガスを充填することにより、高圧タンク１０が僅かに膨張して拡径すると、その高圧タンク１０の拡径に合わせ、固定バンド１１のタンク保持部２２が弾性変形する。
【００３１】
具体的には、図４（ｂ）に示すように、凸部３１の底板部３１ａが高圧タンク１０の外周面に接近するように当該凸部３１が押し広げられ、凸部３１の側板部３１ｂが、さらに傾斜するように弾性変形する。これにより、固定バンド１１は、高圧タンク１０の膨張による変形（拡径）を吸収しつつ、しかも、該拡径による固定バンド１１自身の張力上昇、ひいては、塑性変形が抑制された状態で、高圧タンク１０を良好に保持する。
【００３２】
その後、内部の水素ガスが走行によって消費されて高圧タンク１０が収縮して縮径すると、底板部３１ａが高圧タンク１０の外周面に接近するように弾性変形していた凸部３１の側板部３１ｂが、底板部３１ａが高圧タンク１０の外周面から離間するように復元し、タンク保持部２２が高圧タンク１０の外周面に密着しながら縮径する。これにより、固定バンド１１は、高圧タンク１０の収縮による変形に追従しつつ、高圧タンク１０を良好に保持する。
【００３３】
このように、上記第１実施形態のタンクの固定構造によれば、高圧タンク１０への水素ガスの充填あるいは高圧タンク１０からの水素ガスの放出によって高圧タンク１０の外形が変形しても、その変形を固定バンド１１のタンク保持部２２の凸部３１にて吸収することができ、高圧タンク１０の良好な固定状態を維持することができる。
【００３４】
これにより、形状記憶素材などの高価な特殊材料やバネなどの別部品を用いて高圧タンク１０の変形を吸収する構造と比較して、低コストにて良好な固定状態を維持することができる。
【００３５】
また、凸部３１の一部を構成している両側板部３１ｂが、高圧タンク１０の外周面側へ向かって互いに離間するように傾斜しているので、高圧タンク１０の膨張による拡径時に、その高圧タンク１０の変形に合わせて凸部３１の両側板部３１ｂを小抵抗にて良好に変形させ得て、凸部３１による高圧タンク１０の変形の吸収を良好に行わせることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るタンクの固定構造について説明する。なお、上記第１実施形態と同一構造部分は、同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
図５に示すように、この固定構造にて用いる固定バンド４０は、平板状のタンク保持部２２における周方向の複数個所（図５では、２カ所）に、側面視台形状の凸部４１が形成されている。この凸部４１は、タンク保持部２２の周方向の所定箇所を高圧タンク１０の外周面に接する一方の面側から凹ませて他方の面側へ突出させることにより、断面視台形状（略ハット形断面）に形成したものである。
【００３８】
凸部４１は、高圧タンク１０の外周面から離間する底板部４１ａと、この底板部４１ａの両側に設けられた側板部４１ｂとを備えており、これら側板部４１ｂは、高圧タンク１０の外周面側へ向かって互いに離間するように傾斜されている。言い換えれば、一対の側板部４１ｂは、高圧タンク１０の外周面における互いに離間した位置を起点にして当該外周面から離間するように立ち上がっており、しかも、離間するほど互いに接近するように傾斜している。
【００３９】
上記の固定バンド１１を用いた高圧タンク１０の固定構造によっても、高圧タンク１０への水素ガスの充填あるいは高圧タンク１０からの水素ガスの放出によって高圧タンク１０の外形が変形しても、その変形を固定バンド１１のタンク保持部２２の凸部４１にて吸収させ得て、形状記憶素材などの高価な特殊材料やバネなどの別部品を用いて高圧タンク１０の変形を吸収する構造と比較して、低コストにて高圧タンク１０の良好な固定状態を維持することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
また、上記実施形態においては、固定バンドに断面視台形状の凸部を形成した例を説明したが、凸部の断面形状としては、断面視台形状に限定されず、例えば、断面半円形状等、任意の断面形状を採用することが可能である。
【００４２】
さらに、上記実施形態においては、高圧タンク１０の外周面と接触するタンク保持部２２に、例えば、ゴム等の弾性材料からなるクッション材を介在させるようにしても良く、このようにすると、高圧タンク１０の内圧による変形を、より効果的に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係るタンクの固定構造が採用された車両の概略側面図である。
【図２】車両の概略裏面図である。
【図３】タンクの固定箇所における概略断面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】第２実施形態に係るタンクの固定構造を示すタンクの固定箇所における概略断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…高圧タンク（タンク）、１１，４０…固定バンド、２２…タンク保持部、３１，４１…凸部（抑制部）、３１ｂ，４１ｂ…側板部、Ｓ…車両。
【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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