(57)【要約】【課題】燃料タンクの膨張、収縮に適切に対応し、安定して燃料タンクを保持・固定できると共に、組立作業性も良好な燃料タンクの取付構造を提供する。【解決手段】燃料ガスを加圧して貯蔵する燃料タンクを車体に取り付ける燃料タンクの取付構造において、燃料タンク２や電磁弁１７、燃料配管１８等の燃料供給系部品を弾性を有する保持部材１６で包囲し、この保持部材１６を支持フレーム１７に固定する。そして、前記燃料タンク２等を包囲した保持部材１６を一体化した支持フレーム１７を車体のサイドシル２６とリアサイドメンバ２７とに取り付ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを加圧して貯蔵する燃料タンクを車体に取り付ける燃料タンクの取付構造であって、
前記燃料タンク全体を弾性体で包囲し、この弾性体を車体に取り付けるよう構成したことを特徴とする燃料タンクの取付構造。
【請求項２】
前記弾性体は、少なくとも２つに分割可能に構成され、その分割面に前記燃料タンクを収容するタンク収容部が形成されることを特徴とする請求項１記載の燃料タンクの取付構造。
【請求項３】
前記分割面には、燃料配管等の燃料供給系部品を収容する燃料供給系部品収容部が更に形成されることを特徴とする請求項２記載の燃料タンクの取付構造。
【請求項４】
前記弾性体を取り付ける支持フレームを備え、
前記燃料タンクを包囲した弾性体と一体化した支持フレームを、車体に取り付けるよう構成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の燃料タンクの取付構造。
【請求項５】
前記弾性体の外形形状を、その取付部の車体側形状に対応させて形成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の燃料タンクの取付構造。
【請求項６】
前記弾性体は、硬質ゴム製、発泡ウレタン製又は樹脂製であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の燃料タンクの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ガスを加圧して貯蔵する燃料タンクの車体への取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料ガスを加圧して貯蔵する燃料タンクの取付構造としては、特開平８−９９５４２号公報に開示されたものがある。
このものは、まず、タンク支持フレームに燃料タンクをベルトで固定し、燃料タンクを一体化したタンク支持フレームを車体ボディの固定するようにして、燃料タンクの取り付け作業性を向上させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の燃料タンクの取付構造を、水素燃料電池自動車の水素貯蔵タンクに適用する場合には、以下のような問題がある。
例えば、水素燃料電池自動車においては、自動車の性能として必要な走行距離を得るため、より軽く、より小さい燃料タンクに水素を貯蔵することが望まれており、水素の充填圧力をより高める工夫がなされている。このような場合に、上記従来のように、ベルトによって燃料タンクを固定するものでは、燃料（水素）充填時の燃料タンクの膨張を許容できないため、高圧の燃料（水素）を充分に充填できないという問題がある。一方、膨張時の燃料タンクに対応させて固定することも考えられるが、この場合は、燃料消費後に発生する収縮によって燃料タンクを安定して保持できないという問題がある。また、燃料タンクの特定部分のみに力が加わることになるため、耐久性の面からも問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、燃料タンクの膨張、収縮に適切に対応しつつ、安定して燃料タンクを保持・固定できる燃料タンクの取付構造及び取付方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る燃料タンクの取付構造は、燃料ガスを加圧して貯蔵する燃料タンク全体を弾性体で包囲し、この弾性体を車体に取り付けるよう構成した。
【０００６】
【発明の効果】
本発明に係る燃料タンクの取付構造によれば、燃料タンク全体を弾性体で包囲し、この弾性体を車体に取り付けるようにしたので、高圧の燃料を充填する際に発生する燃料タンクの膨張、燃料消費時の燃料タンクの収縮を弾性体によって吸収することができ、燃料タンクを安定して保持、固定できる。
【０００７】
また、弾性体が燃料タンク全体を包囲するので、燃料タンクの特定部分のみに力が加わるようなことはなく、燃料タンク全体に亘ってほぼ均一な力が加わることになるので、燃料タンクの耐久性も向上する。
更に、弾性体によって燃料タンクが保護されることになるので、車体フロア下に搭載したような場合であっても、走行中に跳ねた石や路上上の障害物によって燃料タンクが破損するようなことを防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る燃料タンクの取付構造を適用した水素燃料電池自動車１のシステム概要図である。図１において、水素貯蔵タンク２から供給された水素は、加湿器３によって加湿され、燃料電池（固体高分子型燃料電池）４に供給される。一方、エアコンプレッサ５によって加圧された空気は、加湿器６によって加湿され、燃料電池４に供給される。
【０００９】
前記燃料電池４は、供給された水素と酸素とを反応させて発電し、インバータ７を介してモータ８又はバッテリ９に電流を供給する。また、前記バッテリ９は、必要に応じて前記モータ８に電流を供給する。そして、前記モータ８の動力によって走行する。なお、前記加湿器３、６及びラジエータ１０には、それぞれ水素加湿用の水、空気加湿用の水、冷却用の水が循環している。
【００１０】
図２は、第１実施形態に係る水素燃料電池自動車の車体側面図である。図２に示すように、本実施形態に係る水素燃料電池自動車は、後部座席１１の車体フロア下方に、水素を高圧に加圧して貯蔵する水素貯蔵タンク２、２を含む水素タンクモジュール１２が搭載され、その前方に前記燃料電池４を含む燃料電池システム１３が搭載されている。
【００１１】
前記水素タンクモジュール１２は、図３に示すように、前記水素貯蔵タンク２、２と、電磁弁１４や水素燃料配管１５等の燃料供給系部品と、前記水素貯蔵タンク２及び燃料供給系部品を保持・固定する保持部材１６と、この保持部材１６を支持する支持フレーム１７と、を含んで構成されている。
燃料タンクとしての水素貯蔵タンク２は、燃料ガスである水素を高圧に加圧して貯蔵しており、前記電磁弁１４が制御され開弁されると、前記水素燃料配管１５を介して前記燃料電池４に水素が供給される。なお、前記水素貯蔵タンク２は、貯蔵した水素を消費した場合に、水素を充填することが可能である。
【００１２】
前記保持部材１６は、硬質ゴム、発泡ウレタン又は樹脂等の弾性を有する材料で略直方体に形成されており、図で見て上下方向の略中央位置から２つに分割されている。すなわち、本実施形態に係る保持部材１６は、上側保持部材１６ａと下側保持部材１６ｂとで構成されており、この上側保持部材１６ａと下側保持部材１６ｂとの間に、前記水素貯蔵タンク２及び燃料供給系部品を挟み込むことで、これらを包囲して保持・固定する。従って、本実施形態においては、かかる保持部材１６が燃料タンクを包囲する弾性体を構成することになる。
【００１３】
前記支持フレーム１７は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、左右（図で見て上下）両端が上方に屈曲して形成されてその上面にそれぞれフロント側取付部１８を備えたフロント支持フレーム１９と、同じく左右両端が上方に屈曲して形成されてその上面にそれぞれリア側取付部２０を備えたリア支持フレーム２１と、前記フロント支持フレーム１９と前記リア支持フレーム２１との間を連結する２つの連結フレーム２２、２２と、この２つの連結フレーム２２、２２の間をほぼ中央で連結する補強フレーム２３と、で構成される。
【００１４】
そして、前記保持部材１６が、取付用ベルト２４及びボルト２５によって前記支持フレーム１７に取り付けられた水素タンクモジュール１２は、図３及び図５に示すように、前記支持フレーム１７のフロント側取付部１８、１８が車体のサイドシル２５、２５に、同じく支持フレーム１７のリア側取付部２０、２０が車体のリアサイドメンバ２７、２７にボルト等によって締結されることで、車体に取り付けられる（固定される）。
【００１５】
ここで、前記水素タンクモジュール１２の組立工程について図６を参照して詳しく説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、前記支持フレーム１７のフロント支持フレーム１９とリア支持フレーム２１との間の位置に、前記下側保持部材１６ｂを取り付ける。なお、本実施形態においては、図に示すように、前記下側保持部材１６ｂの分割面、すなわち、前記上側保持部材１６ａと合わせる上面には、前記水素貯蔵タンク２を収容するタンク収容部３０、燃料供給系部品である電磁弁１４、レギュレータ及び水素燃料配管１５をそれぞれ収容する電磁弁収容部３１、レギュレータ収容部３２及び燃料配管収容部３３が、収容する部品形状に対応させて（合わせて）形成されている。
【００１６】
次に、図６（ｂ）に示すように、前記水素貯蔵タンク２、電磁弁１４、レギュレータ２８、水素燃料配管１５を、それぞれの収容部３０〜３３に収容し、必要に応じて各部品間を接続する。このとき、上記したように、前記水素貯蔵タンク２、電磁弁１４、レギュレータ２８及び水素燃料配管１５は、それぞれの形状に対応させて形成された収容部３０〜３３に、全て同じ方向（上方）から収容できるので、組立を極めて容易に行うことができる。
【００１７】
そして、図６（ｃ）に示すように、前記下側保持部材１６ｂと同様、その分割面に前記各収容部３０〜３３が形成された上側保持部材１６ａを被せて、前記水素貯蔵タンク２、電磁弁１４、レギュレータ２８及び水素燃料配管１５を包囲して、その後、前記固定用ベルト２４及びボルト２５によって前記支持フレーム１７に固定して水素タンクモジュール１２の組立を終了する。
【００１８】
なお、このようにして組み立てられた水素タンクモジュール１２が、上記したように、前記支持フレーム１７（のフロント取付部１８、リア取付部２０）を介して車体のサイドシル２６とリアサイドメンバ２７とに固定される（取り付けられる）ことになる（図５参照）。
以上説明した本実施形態（第１実施形態）によれば、以下に記すような効果を有する。
【００１９】
（１）燃料タンク（水素貯蔵タンク２）を包囲する弾性体（保持部材１６）は、少なくとも２つに分割可能に構成され、その分割面にタンク収容部が形成されているので、弾性体によって燃料タンクを容易に包囲できる。
（２）前記分割面には、燃料供給系部品（電磁弁１４、レギュレータ２８、水素燃料配管１５）を収容する燃料供給系部品収容部（電磁弁収容部３１、レギュレータ収容部３２、燃料配管収容部３３）が更に形成されているので、燃料供給系部品用に別途マウントを用意する必要がなく、また、車体搭載前に、燃料タンクと燃料供給系部品とを組み立てることができ、組立・取付作業を容易に行うことができる。
【００２０】
（３）前記燃料タンクを包囲した弾性体を取り付けて一体化した支持フレーム（支持フレーム１７）を車体に取り付けるようにしたので、車体搭載前に、燃料タンク、燃料供給系部品及び弾性体をあらかじめ組み立ててモジュール化できるので、組立・取付作業がより容易となり、更なる効率化を図れる。
（４）前記弾性体は、硬質ゴム製、発泡ウレタン製又は樹脂製としたので、各自動車に対応させた所望の形状へと容易に成形できる。
【００２１】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図７は、第２実施形態に係る車体側面図である。本実施形態においても、前記第１実施形態と同様、後部座席１１の車体フロア４１下方に、水素貯蔵タンク２を含む水素タンクモジュール４２が搭載されているが、本実施形態における水素タンクモジュール４２は前記支持フレームを備えておらず、車体取付用ベルト４３がリアシートクロスメンバ４４とリアクロスメンバ４５にボルト固定されることで車体に取り付けられる点で前記第１実施形態と相違する。
【００２２】
また、水素貯蔵タンク２を包囲する保持部材４６が、上下方向に分割された上側保持部材４６ａと下側保持部材４６ｂとで構成される点で前記第１実施形態と共通するが、上側保持部材４６ａの上面形状を車体フロア４１の下側形状に対応させて（すなわち、互いの形状を合わせるようにして）形成してあり、更に、これらを接触させている点で前記第１実施形態と相違する。なお、その他の構成等については、前記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００２３】
以上説明した本実施形態（第２実施形態）によれば、前記第１実施形態の効果（１）〜（４）を有する上に、更に以下の効果を有する。
前記弾性体の外径形状（上側上側保持部材４６ａの上面形状）を、その取付部の車体側形状（車体フロア４１の下側形状）に対応させて形成したので、車体に搭載時の位置出しを容易に行うことができる。また、車体に前記弾性体を接触させて車体に搭載できるので、弾性体が吸音材、制振材としても機能し、音振性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した水素燃料電池自動車のシステム構成図である。
【図２】一実施形態に係る水素燃料電池自動車の側面図である。
【図３】水素タンクモジュールの側面図である。
【図４】支持フレームを示す図である。
【図５】水素タンクモジュールの車体搭載時の状態を示す図である。
【図６】水素タンクモジュールの組立工程を説明する図である。
【図７】他の実施形態に係る水素燃料電池自動車の側面図である。
【符号の説明】
２　…　燃料タンクとしての水素貯蔵タンク
１２　…　水素タンクモジュール
１４　…　燃料供給系部品を構成する電磁弁
１５　…　燃料供給系部品を構成する水素燃料配管
１６、４６　…　弾性体としての保持部材
１６ａ、４６ａ　…　上側保持部材
１６ｂ、４６ｂ　…　下側保持部材
１７　…　支持フレーム
【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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【図７】
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