(57)【要約】【課題】後面衝突時に充分な衝突入力吸収スペースを確保できる燃料タンクモジュールの取付構造を提供する。【解決手段】車体のサイドメンバ３に、燃料タンクモジュール５の前後端部に前側取付ブラケット１０と後側取付ブラケット９とで固定し、後側取付ブラケット９が後面衝突で離脱し、前側取付ブラケット１０が燃料タンクモジュール５の縦メンバ７の下降により折れ曲がるようにした。このため、燃料タンクモジュール５が離脱可能となり、後面衝突時に充分な衝突入力吸収スペースを確保できる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと、前記燃料タンクを保持する燃料タンク保持部とを備える燃料タンクモジュールの取付構造であって、
前記燃料タンク保持部の車体前後方向の前端部と後端部とが、車体の前後方向に沿って設けられたサイドメンバにそれぞれ支持され、
前記燃料タンク保持部の前記前端部と前記後端部のうち少なくとも一方が、前記サイドメンバに対する相対移動に伴い離脱して前記燃料タンクを下降可能にすることを特徴とする燃料タンクの取付構造。
【請求項２】
前記燃料タンク保持部は、前記後端部が前記サイドメンバにボルト・ナットにより支持され、
前記サイドメンバには、前記ボルトが挿通されるボルト挿通孔と、前記ボルト挿通孔の後方に位置して該ボルト挿通孔に連通する、該ボルトの径寸法より幅寸法の狭い移動規制孔と、該移動規制孔の後方に位置して該移動規制孔に連通する、前記ボルトヘッドの径寸法より大きいボルト脱落孔とが形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料タンクモジュールの取付構造。
【請求項３】
前記ボルト脱落孔の後部開口縁には、立ち上がり板が形成されていることを特徴とする請求項２記載の燃料タンクモジュールの取付構造。
【請求項４】
前記燃料タンク保持部の前記前端部は前側取付部材に固定され、前記前側取付部材が前記サイドメンバに固定され、前記前側取付部材における、前記サイドメンバに固定される位置と前記燃料タンク保持部を固定する位置との間に、前記後端部が前記サイドメンバから離脱したときに折れ曲がる折れ起点部分を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載された燃料タンクモジュールの取付構造。
【請求項５】
前記前側取付部材は板材で形成され、前記折れ起点部分は幅狭なくびれ部であることを特徴とする請求項４記載の燃料タンクモジュールの取付構造。
【請求項６】
前記燃料タンク保持部の前記前端部は、前記サイドメンバの後部に形成されたキックアップする曲げ部分の下部側に支持され、前記後端部は、前記曲げ部分の上部側に支持されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載された燃料タンクモジュールの取付構造。
【請求項７】
前記燃料タンク保持部は、前記車体の前後方向に沿って配置され、前記燃料タンクを搭載する複数のモジュール側縦メンバと、前記モジュール側縦メンバに前記燃料タンクの前方及び後方で交差するように固定されたモジュール側クロスメンバとを備えてなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載された燃料タンクモジュールの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば高圧水素タンクなどを備えた燃料タンクモジュールの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃料タンクを車体に取り付ける構造としては、燃料タンクを車体の後部座席の後方に配置した支持機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃料タンクの支持機構では、燃料タンクがサスペンションクロスメンバの縦メンバ間に位置していることにより、衝突荷重が高強度のサスペンションクロスメンバで受け持たれることとなり、燃料タンクへの衝突エネルギーの伝達を抑制している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−７９８２４号公報（第１頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の燃料タンクの取付構造では、燃料タンクが、後部座席後方の高強度のサスペンションクロスメンバに取り付けられているため、後面衝突時に車体の骨格部材が変形して衝突エネルギーを吸収するための衝突入力吸収スペース（クラッシャブルゾーン）が狭いものであった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、燃料タンクの配置空間を確保できると共に、後面衝突時に充分な衝突入力吸収スペースを確保できる燃料タンクモジュールの取付構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、燃料タンクと、燃料タンクを保持する燃料タンク保持部とを備える燃料タンクモジュールの取付構造であって、燃料タンク保持部の車体前後方向の前端部と後端部とが、車体の前後方向に沿って設けられたサイドメンバにそれぞれ支持され、燃料タンク保持部の前端部と後端部のうち少なくとも一方が、サイドメンバに対する相対移動に伴い離脱して燃料タンクを下降可能にすることを要旨とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が前後方向から衝突を受けた際に、燃料タンクモジュールが車体から下方へ移動することによって、車体側の衝突入力吸収スペースを大きく確保することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る燃料タンクモジュールの取付構造の詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、水素ガスを燃料にして燃料電池で発電し、その電力でモータを駆動させて走行する燃料電池自動車に本発明を適用した例である。
【０００９】
この発明は、燃料タンクモジュールの燃料タンク保持部の車体前後方向の前端部と後端部とが、車体の前後方向に沿って設けられたサイドメンバにそれぞれ支持され、この燃料タンク保持部の前端部と後端部のうち少なくとも一方が、サイドメンバに対する相対移動に伴い離脱して前記燃料タンクを下降可能にすることを特徴とするものである。なお、以下に説明する実施の形態は、後面衝突時に燃料タンク保持部の後端部がサイドメンバに対して最初に離脱し、その後前端部がサイドメンバから離脱するようにした一例である。
【００１０】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る燃料タンクの取付構造が適用される車体構造全体の概略を示す斜視図である。図１に示すように、車体１は、車幅方向の両側下部にそれぞれサイドシル２を有している。このサイドシル２の幅方向の所定寸法内側に、車体前後方向に沿って一対のサイドメンバ３が配されている。本実施の形態では、図２に示すように、サイドメンバ３の後部に形成されたキックアップした曲げ部分３Ａに、燃料タンクモジュール５が取り付けられている。また、左右のサイドメンバ３の曲げ部分３Ａの上部同士は、図２に示すように、クロスメンバ４で連結されている。なお、本実施の形態では、クロスメンバ４の前面４Ａが斜め下方を向くように設定されている。すなわち、この前面４Ａは、後方に向けて下降するような斜面になっている。
【００１１】
燃料タンクモジュール５は、図２に示すように、略円柱形状をなす燃料タンク６が、互いに平行をなす一対の縦メンバ７と、互いに平行をなす一対のモジュール側クロスメンバ８とを備える燃料タンク保持部に搭載、保持されている。
【００１２】
縦メンバ７同士の間隔は、燃料タンク６の長さ寸法より長く設定されている。また、クロスメンバ８同士は、燃料タンク６の径寸法よりやや長い間隔で配置されている。本実施の形態では、図２に示すように、燃料タンク保持部の後端部としてのモジュール側クロスメンバ８の両端部に、後側取付ブラケット９が設けられている。また、燃料タンク保持部の前端部としての縦メンバ７の前端部に前側取付ブラケット１０が設けられている。
【００１３】
後側取付ブラケット９は、図２及び図３に示すように、板状のものであり、後側に位置するモジュール側クロスメンバ８の端部を下半部を包むように固定されている。また、後側取付ブラケット９は、モジュール側クロスメンバ８が固定された部分の後方にも延伸され、この部分に一対のボルト取付孔９Ｂが形成されている。
【００１４】
この後側取付ブラケット９が取り付けられるサイドメンバ３には、開口部１２が形成されている。この開口部１２は、図４に示すように、ボルト１１が挿通されるボルト挿通孔１２Ａと、このボルト挿通孔１２Ａの後方に位置してこのボルト挿通孔１２Ａに連通する移動規制孔１２Ｂを有している。この移動規制孔１２Ｂは、ボルト１１の径寸法よりその幅寸法が狭く設定されている。この移動規制孔１２Ｂの後方には、この移動規制孔１２Ｂに連通するボルト脱落孔１２Ｃが形成されている。このボルト脱落孔１２Ｃは、ボルト１１ヘッド部分の径寸法より大きく設定されている。なお、２つのボルト挿通孔１２Ａにそれぞれ連通する移動規制孔１２Ｂ同士がこのボルト脱落孔１２Ｃで連通するようになっている。すなわち、開口部１２は、ボルト挿通孔１２Ａと移動規制孔１２Ｂとボルト脱落孔１２Ｃからなる。特に、ボルト脱落孔１２Ｃは、ボルト１１のヘッド部分が充分に脱落し得る大きさに設定されている。さらに、ボルト脱落孔１２Ｃの開口部の後側の開口縁は、図４及び図５に示すように、前方斜め上方へ向けて立ち上がる立ち上がり板３Ｂが形成されている。この立ち上がり板３Ｂの高さは、図５に示すように、サイドメンバ３の上面でボルト１１に螺合されたナット１３の下面より高く設定されている。なお、この立ち上がり板３Ｂの高さは、ナット１３の上面よりも高いほうが好ましい。
【００１５】
前側取付ブラケット１０は、図６に示すように、縦メンバ７を挟んで両側に位置する一対の側板部１０Ａと、これら側板部１０Ａを連結して縦メンバ７の前端部を固定するメンバ固定部１０Ｂと、側板部１０Ａのそれぞれから前方へ延在された取付板部１０Ｃとから大略構成されている。それぞれの取付板部１０Ｃには折れ起点部分としての幅狭なくびれ部１０Ｄが形成され、このくびれ部１０Ｄの前側にボルト取付孔１０Ｅが形成されている。また、側板部１０Ａ及び取付板部１０Ｃの側部には、下方へ折り曲げた一対の後垂下片１０Ｆ、二対の前垂下片１０Ｇがそれぞれ形成されている。外側に位置する後垂下片１０Ｆと前垂下片１０Ｇとは、くびれ部１０Ｄを挟んで分離して形成されている。このように側板部１０Ａ及び取付板部１０Ｃの側部に後垂下片１０Ｆと前垂下片１０Ｇを形成したことにより、くびれ部１０Ｄの前後の部分の剛性を高めている。
【００１６】
この結果、後垂下片１０Ｆと前垂下片１０Ｇが両側に存在しないくびれ部１０Ｄは脆弱な部分となっている。このため、前側取付ブラケット１０が取り付けられた状態で、縦メンバ７が下方移動をした際に、このくびれ部１０Ｄが折れ曲がりの起点となる。なお、図示しないが、この前側取付ブラケット１０は、ボルト取付孔１０Ｅと、対応する位置のサイドメンバ３に開口されたボルト挿通孔に、下方からボルトを挿入して、サイドメンバ３の上面側からナットを螺合させることにより固定されている。
【００１７】
このように燃料タンクモジュール５を車体に取り付けた状態は、図３に示すような状態となっている。このとき、車体側のクロスメンバ４の前方に燃料タンク６が位置するようになっている。
【００１８】
次に、このような燃料タンクモジュールの取付構造を有する車両に後面衝突が生じた場合の作用について説明する。
【００１９】
まず、後面衝突が発生すると、サイドメンバ３の後部から前部に向けて荷重がかかる。すると、サイドメンバ３の後部が変形しながら前方に押し出される。そして、サイドメンバ３は、燃料タンクモジュール５の後端部に設けられた後側取付ブラケット９に対して前方へ相対移動する。後側取付ブラケット９とサイドメンバ３のボルト挿通孔１２Ａに挿通されたボルト１１とこれに螺合されたナット１３は、後側取付ブラケット９に対してボルト取付孔９Ｂで移動できないように制限されているため、サイドメンバ３のボルト挿通孔１２Ａから移動規制孔１２Ｂに移動しようとする。通常の車両の走行に伴う衝撃では、ボルト１１は移動規制孔１２Ｂを後方へ移動することはないが、後面衝突による所定以上の衝撃を受けると狭い移動規制孔１２Ｂを押し広げながら後方へ移動して、ボルト脱落孔１２Ｃまで移動する。ボルト１１と共にボルト脱落孔１２Ｃに到達したナット１３は、面積の大きいボルト脱落孔１２Ｃで解放される。
【００２０】
ボルト１１とナット１３での固定が解放されると、すなわち、燃料タンクモジュール５の後端部側の支持が外れると、燃料タンクモジュール５は前端部側のみで支持された状態となる。すると、燃料タンク６の重さで縦メンバ７が、前端部で固定された前側取付ブラケット１０を支点にして下方に下降する。また、後面衝突によりサイドメンバ３が前方に向けて変形移動すると、これに伴って車体側のクロスメンバ４も前方へ移動する。加えて、クロスメンバ４の前面４Ａが上記したように傾斜面になっているため、図３に示すように、燃料タンク６の周面（上部周面）がこの前面４Ａに案内されて下方へ燃料タンク６が移動する作用を受ける。
【００２１】
このようにして縦メンバ７に下方へむけたモーメントが掛かると、前側取付ブラケット１０のくびれ部１０Ｄが折れ曲がりの起点となって容易に折れ曲がり、燃料タンク６がさらに下降移動する。このため、燃料タンクモジュール５が存在しなくなった空間が、サイドメンバ３の衝突入力吸収スペースとして確保される。
【００２２】
このような本実施の形態によれば、車両が後面衝突を受けた際に、燃料タンクモジュール５が車体から脱落することによって、車体側の衝突入力吸収スペースを確保することができる（請求項１の効果）。
【００２３】
また、本実施の形態では、サイドメンバ３に、ボルト挿通孔１２Ａと移動規制孔１２Ｂとボルト脱落孔１２Ｃとを形成したことにより、通常は燃料タンクモジュール５を確実に保持し、衝突時のみに燃料タンクモジュール５を離脱させることができる（請求項２の効果）。
【００２４】
さらに、本実施の形態によれば、サイドメンバ３の開口部１２の開口縁の後部に立ち上がり板３Ｂを形成したことにより、ボルト１１、ナット１３がボルト脱落孔１２Ｃの後端に引っ掛かることなく、ナット１３をサイドメンバ３の下方へ案内することができると共に、開口部１２を形成してもサイドメンバ３の剛性の低下を抑制することができる（請求項３の効果）。
【００２５】
また、本実施の形態によれば、前側取付ブラケット１０に、折れ起点部分であるくびれ部１０Ｄを形成したことにより、燃料タンクモジュール５を、衝突入力吸収スペースから速やかに移動させることができる（請求項４及び請求項５の効果）。
【００２６】
さらに、本実施の形態では、サイドメンバ３のキックアップする曲げ部分３Ａに燃料タンクモジュール５を配置することにより、燃料タンクモジュール５を下降させることで衝突入力吸収スペースを確保することができる（請求項６の効果）。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、車体の前後方向に沿って配置され、燃料タンク６を搭載するモジュール側の縦メンバ７と、この縦メンバ７に燃料タンク６の前方及び後方で交差するように固定されたモジュール側クロスメンバ８とで構成したことにより、燃料タンク６の保持を確実とすると共に、軽量化を図ることができる（請求項７の効果）。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記の実施の形態の開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００２９】
例えば、上記した実施の形態では、本発明を燃料電池自動車に適用して説明したが、これに限定されるものではない。
【００３０】
また、上記した実施の形態では、後側取付ブラケット９をモジュール側クロスメンバ８に設けたが、縦メンバ７の後端部に設けてもよい。
【００３１】
さらに、燃料タンクモジュール５の構成は、燃料タンク６を保持し、前端部と後端部でサイドメンバ３に取り付けが可能であれば、上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料タンクモジュールの取付構造を適用する車体構造の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る燃料タンクモジュールの取付構造の実施の形態を示す要部分解斜視図である。
【図３】本発明に係る燃料タンクモジュールの取付構造の実施の形態を示す要部側面図である。
【図４】本発明に係る燃料タンクモジュールの取付構造の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図５】本発明に係る燃料タンクモジュールの取付構造の実施の形態であって、後側取付ブラケットの固定部分を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係る燃料タンクモジュールの取付構造の実施の形態であって、前側取付ブラケットを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  車体
３  サイドメンバ
３Ａ  曲げ部分（キックアップ部分）
３Ｂ  立ち上がり板
４  クロスメンバ
４Ａ  前面（斜面）
５  燃料タンクモジュール
６  燃料タンク
７  縦メンバ
８  モジュール側クロスメンバ
９  後側取付ブラケット
１０  前側取付ブラケット
１０Ｄ  くびれ部（折れ起点部分）
１１  ボルト
１２  開口部
１２Ａ  ボルト挿通孔
１２Ｂ  移動規制孔
１２Ｃ  ボルト脱落孔
１３  ナット
【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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