(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１高圧タンク、及び第２高圧タンクを搭載した車両において、
前記車両の客室よりも前方にある空間であるフロントルームに、燃料電池と、モーターと、コンバーターと、バッテリーとの少なくとも一つを含む重量物が搭載され、
前記第１高圧タンクは、長手方向が前記車両の前後方向に沿うように前記車両の前後方向に延びるセンタートンネル内に搭載され、
前記第２高圧タンクは、長手方向が前記車両の幅方向に沿うように前記第１高圧タンクの後方に搭載され、
前記重量物は、前記第１高圧タンクと鉛直方向において少なくとも一部が重なり前方衝突時に衝突する高さであって、前記車両のボディ骨格の一部であり前記第１高圧タンクよりも前方に位置する前方部と前記鉛直方向において少なくとも一部が重なり前記前方衝突時に衝突する高さに配置され、
前記第２高圧タンクは、前記鉛直方向において前記第１高圧タンクの少なくとも一部と重なり前記第１高圧タンクが後方へ移動してきたときに衝突する高さに配置され、
前記ボディ骨格の一部であり、前記第２高圧タンクより後方の後方部は、前記鉛直方向において前記第２高圧タンクの少なくとも一部と重なり前記第２高圧タンクが後方へ移動したときに衝突する高さに配置されており、
前記後方部は、前記車両の前後方向に延びる一対のフレームにより構成され、前記一対のフレームが前記第２高圧タンクの後方において互いに前記幅方向に近づくように屈曲することにより、前記鉛直方向において前記第２高圧タンクの少なくとも一部と重なっている、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、客室よりも前方の空間であるフロントルームに燃料電池等の重量物を搭載し、重量物と客室との間にボディ骨格の一部が配置されている車両が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の車両が前方において何らかの物体と衝突した場合に、燃料電池の後方にある客室内に燃料電池が侵入することを防ぐためには、燃料電池と客室との間に配置されたボディ骨格の一部を強固なものとすることが好ましい。しかし、ボディ骨格のこの部分を強固なものとした場合、ボディ骨格全体の重量が増加し、結果として車両の重量が増加するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の一形態によれば、第１高圧タンク、及び第２高圧タンクを搭載した車両が提供される。この車両において；前記車両の客室よりも前方にある空間であるフロントルームに、燃料電池と、モーターと、コンバーターと、バッテリーとの少なくとも一つを含む重量物が搭載され；前記第１高圧タンクは、長手方向が前記車両の前後方向に沿うように前記車両の前後方向に延びるセンタートンネル内に搭載され；前記第２高圧タンクは、長手方向が前記車両の幅方向に沿うように前記第１高圧タンクの後方に搭載され；前記重量物は、前記第１高圧タンクと鉛直方向において少なくとも一部が重なり前方衝突時に衝突する高さであって、前記車両のボディ骨格の一部であり前記第１高圧タンクよりも前方に位置する前方部と前記鉛直方向において少なくとも一部が重なり前記前方衝突時に衝突する高さに配置され；前記第２高圧タンクは、前記鉛直方向において前記第１高圧タンクの少なくとも一部と重なり前記第１高圧タンクが後方へ移動してきたときに衝突する高さに配置され；前記ボディ骨格の一部であり、前記第２高圧タンクより後方の後方部は、前記鉛直方向において前記第２高圧タンクの少なくとも一部と重なり前記第２高圧タンクが後方へ移動したときに衝突する高さに配置されており、前記後方部は、前記車両の前後方向に延びる一対のフレームにより構成され、前記一対のフレームが前記第２高圧タンクの後方において互いに前記幅方向に近づくように屈曲することにより、前記鉛直方向において前記第２高圧タンクの少なくとも一部と重なっている。
このような形態であれば、前方衝突時においてボディ骨格に加わる衝撃は、ボディ骨格の前方部及び後方部に分散される。このため、ボディ骨格に加わる衝撃を重量物と客室との間の前方部のみで吸収させる場合と比較して、ボディ骨格を強固なものとする必要がない。この結果として、ボディ骨格の重量増加を抑制できる。その他、本発明は、以下のような形態として実現することも可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、第１高圧タンク、及び第２高圧タンクを搭載した車両が提供される。この車両において、前記車両の客室よりも前方にある空間であるフロントルームに、燃料電池と、モーターと、コンバーターと、バッテリーとの少なくとも一つを含む重量物が搭載され、前記第１高圧タンクは、長手方向が前記車両の前後方向に沿うように前記車両の前後方向に延びるセンタートンネル内に搭載され、前記第２高圧タンクは、長手方向が前記車両の幅方向に沿うように前記第１高圧タンクの後方に搭載され、前方衝突時に前記重量物は、前記第１高圧タンクと衝突する高さに配置され、前記第２高圧タンクは、前記第１高圧タンクが後方へ移動してきたときに衝突する高さに配置され、前記車両のボディ骨格の一部であり、前記第２高圧タンクより後方の後方部は、前記第２高圧タンクが後方へ移動したときに衝突する高さに配置されている。この形態によれば、前方衝突時において加わる衝撃は、第１高圧タンクと第２高圧タンクとボディ骨格の一部である後方部とに分散される。このため、前方衝突時において、ボディ骨格に加わる衝撃を燃料電池と客室との間のボディ骨格の一部のみで吸収させる場合と比較して、ボディ骨格を強固なものとする必要がなく、この結果として、ボディ骨格の重量増加を抑制できる。
【０００７】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、車両の製造方法の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である車両の構成を示す概略図である。
【図２】車両を幅方向（Ｚ軸方向）から見たときの概略図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面を示す模式図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面を示す模式図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ断面を示す模式図である。
【図６】本変形例である車両の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態である車両１００の構成を示す概略図である。本明細書において、車両１００における方向に関する記載（「右」、「左」、「前」、「後」、「上」、「下」）は、それぞれ、車両１００に搭乗しているときの運転者を基準とする方向である。図１において、Ｘ軸正方向は車両前方を示し、Ｙ軸正方向は車両上方を示し、Ｚ軸正方向は車両右方を示す。ＸＹＺ軸は、図１以降の図においても同じである。つまり、Ｘ軸方向は車両の前後方向を示し、Ｚ軸方向は車両の幅方向を示す。
【００１０】
図２は、車両１００を幅方向（Ｚ軸方向）から見たときの概略図である。車両１００は、車体内部の空間として、客室１１０と、フロントルーム１２０とを有する。客室１１０は、運転者を含む車両１００の乗員が搭乗する空間である。フロントルーム１２０は、客室１１０よりも前方にある空間である。
【００１１】
車両１００は、ボディ骨格１０と、第１高圧タンク２０と、第２高圧タンク３０と、燃料電池４０とを備える。車両１００は、燃料電池４０において発電された電力を車輪駆動用のモータ（図示せず）に供給し、車輪７０を回転させることにより走行する。本実施形態において、重量物として燃料電池４０を用いる。なお、本明細書において、重量物とは、燃料電池と、モーターと、コンバーターと、バッテリーとの少なくとも一つを含む物を示す。
【００１２】
ボディ骨格１０は、複数のフレームから構成されており、各フレームは、いずれも板状の金属を折り曲げることによって内部に閉空間を備える角柱の部材である。ボディ骨格１０は、車両１００の強度を担保するために車両１００に設けられている。図１に示すように、ボディ骨格１０の前方および後方には、それぞれバンパーリインフォースメント１２，１４が固定されている。ボディ骨格１０は、フロアパネル６０（図１、２には図示せず）に固定されている。
【００１３】
燃料電池４０は、反応ガスとして、燃料ガスである水素と酸化剤ガスである酸素の供給を受けて発電する固体高分子型燃料電池である。燃料電池４０は、フロントルーム１２０に搭載されている。本実施形態において、燃料電池４０は、ボディ骨格１０に固定されている。
【００１４】
第１高圧タンク２０及び第２高圧タンク３０は、燃料電池４０と接続されており（図示は省略）、燃料電池４０に供給するための高圧水素が充填されている。第１高圧タンク２０は、長手方向が車両１００の前後方向（Ｘ軸方向）に沿うように車両１００に搭載されている。ここで、本明細書において、「長手方向が車両１００の前後方向（Ｘ軸方向）に沿うように車両１００に搭載されている」とは、長手方向が車両１００の前後方向（Ｘ軸方向）に対して±２０°以内の方向となるように車両１００に搭載されていることを示す。
【００１５】
図３は、図１のＡ−Ａ断面を示す模式図である。図３に示すように、第１高圧タンク２０は、フロアパネル６０の下方に、バンド６１，６２を介して固定されている。バンド６１，６２とフロアパネル６０とは、ボルトとナットにより固定されている。本実施形態において、第１高圧タンク２０は前後方向（Ｘ軸方向）に延びるセンタートンネル６５内に搭載されている。
【００１６】
図１に示すように、第２高圧タンク３０は、長手方向が車両１００の幅方向（Ｚ軸方向）に沿うように車両１００に搭載されている。第２高圧タンク３０は、第１高圧タンク２０の後方（−Ｘ軸方向側）に配置されている。本明細書において、「長手方向が車両１００の幅方向（Ｚ軸方向）に沿うように車両１００に搭載されている」とは、長手方向が車両１００の幅方向（Ｚ軸方向）に対して±２０°以内の方向となるように車両１００に搭載されていることを示す。
【００１７】
図４は、図１のＢ−Ｂ断面を示す模式図である。図４に示すように、第２高圧タンク３０は、フロアパネル６０の下方に、バンド６６，６７を介して固定されている。バンド６６，６７とフロアパネル６０とは、ボルトとナットにより固定されている。本実施形態において、第２高圧タンク３０は客室１１０内の後部座席下方に搭載されている。なお、図４に示すように、バンド６６とバンド６７とは、車両の前方側においてボルトとナットにより固定されており、車両の後方側においてバネを介してボルトとナットにより固定されている。
【００１８】
図２に示されるとおり、鉛直方向（Ｙ軸方向）において、ボディ骨格１０と、第１高圧タンク２０と、第２高圧タンク３０と、燃料電池４０とは、以下のような関係で配置されている。
【００１９】
燃料電池４０は、車両１００が前方において何らかの物体と衝突した場合、つまり、前方衝突時に、第１高圧タンク２０の前方に位置するボディ骨格１０の一部１０Ａ（以下、「前方部１０Ａ」とも呼ぶ）及び第１高圧タンク２０と衝突する高さに配置されている。
【００２０】
図５は、図１のＣ−Ｃ断面を示す模式図である。図５に示すように、燃料電池４０は、鉛直方向（Ｙ軸方向）において、ボディ骨格１０の前方部１０Ａの少なくとも一部及び第１高圧タンク２０の少なくとも一部と重なる位置に配置されている。
【００２１】
また、図２に示すように、第２高圧タンク３０は、鉛直方向（Ｙ軸方向）において、第１高圧タンク２０が後方へ移動してきたときに衝突する高さに配置されている。つまり、第２高圧タンク３０は、鉛直方向（Ｙ軸方向）において、第１高圧タンク２０の少なくとも一部と重なる位置に配置されている。
【００２２】
第２高圧タンク３０より後方のボディ骨格１０の一部１０Ｂ（以下、「後方部１０Ｂ」とも呼ぶ）は、第２高圧タンク３０が後方へ移動したときに衝突する高さに配置されている。つまり、ボディ骨格１０の後方部１０Ｂは、鉛直方向（Ｙ軸方向）において、第２高圧タンク３０の少なくとも一部と重なる位置に配置されている。
【００２３】
なお、図１に示すとおり、幅方向（Ｚ軸方向）において、ボディ骨格１０と、第１高圧タンク２０と、第２高圧タンク３０と、燃料電池４０とは、以下のような関係で配置されている。燃料電池４０は、幅方向（Ｚ軸方向）において、ボディ骨格１０の前方部１０Ａの少なくとも一部及び第１高圧タンク２０の少なくとも一部と重なる位置に配されている。第１高圧タンク２０は、幅方向（Ｚ軸方向）において、第２高圧タンク３０の少なくとも一部と重なる位置に配されている。第２高圧タンク３０は、幅方向（Ｚ軸方向）において、ボディ骨格１０の後方部１０Ｂの少なくとも一部と重なる位置に配されている。
【００２４】
本実施形態の車両１００によれば、車両１００が前方衝突時に、燃料電池４０が、車両１００の後方に移動した場合に、燃料電池４０は、ボディ骨格１０の前方部１０Ａ及び第１高圧タンク２０と衝突する。ここで、燃料電池４０が、車両１００の後方に移動した場合に、第１高圧タンク２０及び第２高圧タンク３０に加わる力の向きを方向Ｄとして図１に示す。燃料電池４０が車両１００の後方に移動することにより、燃料電池４０に押された第１高圧タンク２０は、第２高圧タンク３０と衝突する。そして、第２高圧タンク３０は、ボディ骨格１０の後方部１０Ｂと衝突する。このため、本実施形態の車両１００によれば、前方衝突時において、ボディ骨格１０に加わる衝撃は、ボディ骨格１０の前方部１０Ａ及び後方部１０Ｂに分散される。このため、ボディ骨格１０に加わる衝撃を燃料電池４０と客室１１０との間の前方部１０Ａのみで吸収させる場合と比較して、ボディ骨格１０を強固なものとする必要がない。この結果として、ボディ骨格１０の重量増加を抑制できる。
【００２５】
Ｂ．変形例：
Ｂ１．変形例１：
上述の実施形態において、重量物として燃料電池４０を用いる。しかし、本発明は、これに限定されない。重量物として、燃料電池と、モーターと、コンバーターと、バッテリーとの少なくとも一つを用いてもよい。なお、重量物を複数備える場合、課題を解決するための手段における「前方衝突時に前記重量物は、前記第１高圧タンクと衝突する高さに配置され」とは、重量物のなかのいずれか一つが、前記第１高圧タンクと衝突する高さに配置されることを言う。また、上記の重量物のうち、燃料電池が最も重くかつ固いため、前方衝突時に燃料電池が、第１高圧タンクと衝突する高さに配置されていることにより、ボディ骨格の重量増加をより効果的に抑制することができる。
【００２６】
Ｂ２．変形例２：
上述の実施形態において、ボディ骨格１０は前方部１０Ａを備える。しかし、本発明はこれに限らない。つまり、ボディ骨格１０は前方部１０Ａを備えなくてもよい。
【００２７】
図６は、本変形例である車両１００Ａの構成を示す概略図である。本変形例の車両１００Ａは、上述の実施形態の車両１００と比較して、前方部１０Ａを備えない点が異なるが、それ以外は同じである。このような形態においても、車両１００Ａが前方衝突時において、燃料電池４０が車両１００Ａの後方に移動した場合、燃料電池４０は、第１高圧タンク２０と衝突する。燃料電池４０が車両１００Ａの後方に移動することにより、燃料電池４０に押された第１高圧タンク２０は、第２高圧タンク３０と衝突する。そして、第２高圧タンク３０は、ボディ骨格１０の後方部１０Ｂと衝突する。このため、車両１００Ａによれば、前方衝突時において加わる衝撃は、第１高圧タンク２０と第２高圧タンク３０とボディ骨格１０の後方部１０Ｂとに分散される。このため、前方衝突時において、ボディ骨格１０に加わる衝撃を燃料電池と客室との間のボディ骨格１０の一部のみで吸収させる場合と比較して、ボディ骨格を強固なものとする必要がない。この結果として、フロントルームと客室との間のボディ骨格を備えない場合においても、ボディ骨格１０の重量増加を抑制できる。
【００２８】
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０…ボディ骨格
１０Ａ…前方部
１０Ｂ…後方部
１２，１４…バンパーリインフォースメント
２０…第１高圧タンク
３０…第２高圧タンク
４０…燃料電池
６０…フロアパネル
６１，６２，６６，６７…バンド
６５…センタートンネル
７０…車輪
１００，１００Ａ…車両
１１０…客室
１２０…フロントルーム
【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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【図６】
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