(57)【要約】【課題】  ガス燃料タンクの圧力調整装置から放出される高圧ガスの噴出エネルギーの減衰効果が得られるガス放出口配設構造の提供を図る。【解決手段】  ガス燃料タンク１の内圧が規定値以上に上昇して圧力調整装置２のリリーフ機能によりガス放出口４から高圧ガスが放出されると、該ガス放出口４に近接配置した受圧部材５に放出ガスが吹き当って噴出エネルギーが減衰される。【選択図】      図１
2005112270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載したガス燃料タンクの圧力調整装置に設けられたガス放出口の近傍に、放出ガスの受圧部材を配設し、ガス放出口をこの受圧部材に対向して近傍配置したことを特徴とするガス燃料タンクのガス放出口配設構造。
【請求項２】
放出ガスの受圧部材およびガス放出口を、平面視して車両の中央側に向けて配設したことを特徴とするガス燃料タンクのガス放出口配設構造。
【請求項３】
ガス燃料タンクは、タンク搭載フレームを介して車体フロアの下側に搭載してあり、ガス受圧部材をこのタンク搭載フレームの一部で構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス燃料タンクのガス放出口配設構造。
【請求項４】
ガス燃料タンクをパイプ材からなるタンク搭載フレームを介して車体フロアの下側に搭載し、該ガス燃料タンクの圧力調整装置に設けられたガス放出口を、前記タンク搭載フレームを構成するパイプ材の中空部に連通接続すると共に、該パイプ材に部分的にガス排出孔を設けたことを特徴とするガス燃料タンクのガス放出口配設構造。
【請求項５】
タンク搭載フレームは、ガス燃料タンクの底部の前後、左右を支持する底部フレームと、該底部フレームに連結されてガス燃料タンクの高さ方向中間部の前後、左右を支持する上部フレームと、を備え、ガス排出孔を底部フレームの内側に設けたことを特徴とする請求項４に記載のガス燃料タンクのガス放出口配設構造。
【請求項６】
底部フレームは、前、後フレームと左、右フレームとからなり、ガス排出孔を前、後フレームの内側、および左、右フレームの内側に、それぞれ対向的に設けたことを特徴とするガス燃料タンクのガス放出口配設構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガスを燃料とする自動車のガス燃料タンクのガス放出口配設構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧ガスを燃料とする自動車、例えば燃料電池車両では、ガス燃料タンクとして高圧水素ガスタンクを搭載しており、この高圧水素ガスタンクには車両衝突時等の異常時にタンク内圧が規定圧力以上に上昇した際にタンク内の高圧水素ガスを外部へ放出させるための圧力調整装置が設けられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０１９２１号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高圧水素ガスタンクの異常時に圧力調整装置から放出される高圧水素ガスは、リードパイプを介してその先端部に設けたガス放出口から外部へ放出させることになるが、そのまま高圧の水素ガスを外部へ放出したのでは外部への種々の影響が予測される。
【０００４】
そこで、本発明はガス燃料タンクの圧力調整装置から放出される高圧ガスの噴出エネルギーを効果的に減衰して、外部への影響を回避することができるガス燃料タンクのガス放出口配設構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にあっては、車両に搭載したガス燃料タンクの圧力調整装置に設けられたガス放出口の近傍に、放出ガスの受圧部材を配設して、ガス放出口をこの受圧部材に対向して近接配置したことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車両の衝突によってガス燃料タンクの内圧が規定値以上に上昇すると、圧力調整装置のリリーフ機能によってガス燃料タンク内の高圧ガスがガス放出口から外部へ放出されるが、このガス放出口はその放出ガスの受圧部材に対向して近接配置してあるため、ガス放出口から放出される高圧ガスがこの受圧部材に吹き当って噴出エネルギーが減衰され、外部への影響を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００８】
図１〜図３は本発明のガス放出口配設構造の第１実施形態を示し、図１はガス放出口配設状態を示す平面図、図２はガス放出口配設状態を示す側面図、図３はガス燃料タンクとその搭載フレームを示す斜視図である。
【０００９】
本実施形態のガス放出口配設構造は図１、図２に示すように、車両に搭載したガス燃料タンク１に、タンク内圧が規定値以上に上昇するとタンク内の高圧ガスを外部へ放出する圧力調整装置２を設けてある。
【００１０】
本実施形態では、ガス燃料タンク１として燃料電池車両用の略円筒状の高圧水素ガスタンクを示しており、この高圧水素ガスタンク１はその長さ方向を車幅方向に向けて横置きに搭載してあって、該高圧水素ガスタンク１の車幅方向の一側端部に前記圧力調整装置２として、高圧水素の充填・供給機能と、異常時における高圧水素ガスの放出機能とを併有したインタンクバルブを設けてある。
【００１１】
インタンクバルブ２には、放出ガスのリードパイプ３を設けてあり、このリードパイプ３の先端部に設けたガス放出口４の近傍に放出ガスの受圧部材５を配設し、ガス放出口４をこの受圧部材５に対向して近接配置してある
高圧水素ガスタンク１はタンク搭載フレーム６に取付けられていて、このタンク搭載フレーム６を介して車体フロアの下側に搭載してあり、本実施形態ではタンク搭載フレーム６の一部を受圧部材５として有効利用している。
【００１２】
タンク搭載フレーム６は図３にも示すように、高圧水素ガスタンク１の底部の前後、左右を支持する底部フレーム７と、該底部フレーム７に連結されて高圧水素ガスタンク１の高さ方向の中間部の前後、左右を支持する上部フレーム８と、を備えている。
【００１３】
底部フレーム７は、高圧水素ガスタンク１の底部の前、後を支持する前、後フレーム７ａ，７ｂと、高圧水素ガスタンク１の底部の左、右を支持する左、右フレーム７ｃ，７ｄとからなっている。
【００１４】
上部フレーム８は、高圧水素ガスタンク１の胴部（高さ方向中間部）の前、後を支持する前、後フレーム８ａ，８ｂと、該胴部の左、右を支持する左、右フレーム８ｃ，８ｄと、後側フレーム８ｂの左右両側部から後斜上方に向けて連設したエクステンションフレーム８ｅと、これら左右のエクステンションフレーム８ｅの上端部を連結する連結フレーム８ｆと、を備えている。
【００１５】
前記上部フレーム８の左、右フレーム８ｃ，８ｄの前側部と、前側フレーム８ａの左右両側部とにそれぞれ斜状に跨ってガセットフレーム８ｇを連結してあり、これら左、右フレーム８ｃ，８ｄの前端部と、前側フレーム８ａの左右端部の連結部分は、車幅方向外側へ斜め上方に向けて突出して形成してある。
【００１６】
前記底部フレーム７の左、右フレーム７ｃ，７ｄは、それらの前端をガセットフレーム８ｇに連結し、後端部は上方に向けて弯曲して立上がって、上部フレーム８の後側フレーム８ｂと左、右フレーム８ｃ，８ｄとの連設部分に連結してある。
【００１７】
この後側フレーム８ｂと左、右フレーム８ｃ，８ｄとの連設部分は平面視して車幅方向内側に向けて曲折して形成してある。
【００１８】
前記各フレーム７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｇは何れも金属パイプ材で形成されていて、それぞれの中空部が連通した状態で接合してある。
【００１９】
上部フレーム８の前側フレーム８ａの左、右フレーム８ｃ，８ｄとの連結部分、および連結フレーム８ｆの左右両側部には、それぞれ金属ブロックからなる前、後の取付ブラケット９，１０を設けてある。
【００２０】
また、上部フレーム８と底部フレーム７の、前側フレーム８ａ，７ａ、後側フレーム７ｂ，８ｂに亘って、高圧水素ガスタンク１の略下半部を抱持する左右一対の略半円状の固定側ベルト１１を固設してあり、高圧水素ガスタンク１はこれら固定側ベルト１１上に定置した状態で、その上方から左右一対の略半円状の緊縛ベルト１２を被冠して、これら固定側ベルト１１、緊縛ベルト１２の前、後端部に設けた底部１１Ａ，１２Ａをボルト・ナットにより締結して、該高圧水素ガスタンク１をタンク搭載フレーム６に固定するようにしている。
【００２１】
前記固定側ベルト１１、緊縛ベルト１２は、何れも金属帯板材からなる剛体として構成してあり、高圧水素ガスタンク１の外周面に当接する内側面はゴム、樹脂等の弾性材からなるクッション部を備えている。
【００２２】
前述のようにして高圧水素ガスタンク１を固定したタンク搭載フレーム６は、その前、後の取付ブラケット９，１０を介して車体フロアの下面側に構成されたフロア骨格メンバ１３の下面に締結して、これらフロア骨格メンバ１３とタンク搭載フレーム６とで高圧水素タンク１の周囲を囲繞してプロテクタ構造が得られるようにしてある。
【００２３】
フロア骨格メンバ１３は、リヤフロア下面の左右両側部に前後方向に延在するリヤサイドメンバ１４と、リヤフロア下面に車幅方向に延在して左右のリヤサイドメンバ１４に結合した前、後のクロスメンバ１５，１６とリヤサイドメンバ１４の近傍でこれら前、後のクロスメンバ１５，１６を結合した連結メンバ１７等で構成され、前記タンク搭載フレーム６の前側の取付ブラケット９を左右のリヤサイドメンバ１４の前端部下面に結合し、後側の取付ブラケット１０を左右の連結メンバ１７の下面に結合してある。
【００２４】
ここで、本実施形態にあっては、前記高圧水素ガスタンク１のインタンクバルブ２に設けたリードパイプ３を、該インタンクバルブ２から前方へ延出した後、後方へ折り返してタンク搭載フレーム６の上部フレーム８における側部フレーム、例えば左側フレーム８ｃの上面に近接して沿うように後方へ延出し、該リードパイプ３の先端部のガス放出口４を、この左側フレーム８ｃと後側フレーム８ｂとの連設部分、即ち、前述のように車幅方向内側に向けて曲折した連設部分の曲折方向に合わせて若干車幅方向内側に向けると共に、該連設部分の上面に対向するように斜め下向きに傾けて連設部分に近接配置して、この連設部分を放出ガスの受圧部材５として有効利用している。
【００２５】
以上の構成により本実施形態のガス放出口配設構造によれば、例えば車両の後面衝突等に伴って高圧水素ガスタンク１の内側が規定値以上に上昇すると、圧力調整装置としてのインタンクバルブ２のリリーフ機能によって高圧水素ガスタンク１内の高圧水素ガスが、リードパイプ３を経由してその先端部のガス放出口４から外部へ放出される。
【００２６】
このとき、ガス放出口４の近傍には放出ガスの受圧部材５を配設してあって、ガス放出口４はこの受圧部材５に対向して近接配置してあるため、ガス放出口４から放出される高圧水素ガスがこの受圧部材５に吹き当って噴出エネルギーが減衰され、高圧水素ガスの噴出によって外部へ種々の影響を及ぼすのを回避することができる。
【００２７】
ここで、本実施形態にあっては、前述の受圧部材５として、高圧水素ガスタンク１を車両に搭載するタンク搭載フレーム６の一部を有効利用して、ガス放出口４から噴出する高圧水素ガスをこのタンク搭載フレーム６に部分的に吹き当てるようにしているので、専用部品の増加を伴うことがなく、コスト的におよび設計上有利に得ることができる。
【００２８】
しかも、前記ガス放出口４を、タンク搭載フレーム６の上部フレーム８における側部フレーム８ｃと後側フレーム８ｂとが連設されて、平面視して車幅方向内側に向けて曲折した連設部分を受圧部材５として、その上面に沿って傾けて配置し、これら受圧部材５およびガス放出口４が平面視して車両の中央側に向くように配設してあるため、受圧部材５に吹き当った高圧の水素噴出ガスが車両の投影平面の外側へ噴出するのを回避できて、より一層外部への影響を小さく抑制することができる。
【００２９】
図４〜図６は本発明のガス放出口配設構造の第２実施形態を示すもので、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとして、図４はガス放出口配設状態を示す平面図、図５はガス燃料タンクとしての高圧水素ガスタンクを搭載するタンク搭載フレームの平面図、図６はガス放出口とタンク搭載フレームとの接続部分の断面図である。
【００３０】
この第２実施形態にあっては、高圧水素ガスタンク１を、金属パイプ材からなるタンク搭載フレーム６を介して車体フロアの下側に搭載してあることは前記第１実施形態と同様である。
【００３１】
ここで、本実施形態では高圧水素ガスタンク１の一側端部に圧力調整装置として備えられたインタンクバルブ２に設けたリードパイプ３を、例えば前方へ真っ直ぐに延出して、その先端部のガス放出口４を、タンク搭載フレーム６の上部フレーム８における前側フレーム８ａの左側部を貫通して、該前側フレーム８ａの中空部に連通させて接続してある。
【００３２】
タンク搭載フレーム６を構成する各フレーム７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｇは前述のように中空の金属パイプ材で構成されていて、それぞれの中空部が連通した状態で接合してあり、そこで、このタンク搭載フレーム６を構成する金属パイプ材の所要部位、つまり、噴出高圧水素ガスの外部への影響が及ぶおそれのない部分にガス排出孔２０を設けてある。
【００３３】
本実施形態では、前記ガス排出孔２０を底部フレーム７の内側に複数個設けてある。
【００３４】
より具体的には、この底部フレーム７の前側フレーム７ａと後側フレーム７ｂの各内側に、それぞれ複数のガス排出孔２０を対向的に設けてあると共に、左側フレーム７ｃと右側フレーム７ｄの各内側に、それぞれ複数のガス排出孔２０を対向的に設けてある。
【００３５】
従って、この第２実施形態によれば、異常時に高圧水素ガスタンク１の内圧が規定値以上に上昇すると、圧力調整装置としてのインタンクバルブ２のリリーフ機能によって高圧水素ガスタンク１内の高圧水素ガスがリードパイプ３、ガス放出口４を介してタンク外へ放出される。
【００３６】
このとき、ガス放出口４はタンク搭載フレーム６を構成する金属パイプ材の中空部に連通接続してあって、該金属パイプ材に部分的にガス排出孔２０を設けてあるため、ガス放出口４から放出された高圧の水素ガスがタンク搭載フレーム６の金属パイプ材の中空部に導入されて、この放出ガスを多量に金属パイプ内に蓄積することで該金属パイプによるバッファ機能が得られ、最終的にガス排出孔２０から外部へ放出される高圧水素ガスの噴出エネルギーを可及的に小さく減衰できて、外部に影響を及ぼすのを回避することができる。
【００３７】
特に、本実施形態ではタンク搭載フレーム６を、上部フレーム８と下部フレーム７とにより多数の金属パイプ材をもって連通接続して構成してあるので、これら金属パイプ材による前記噴出エネルギーのバッファ機能を効率的に引き出すことができ、とりわけ、ガス放出口４を上部フレーム８に接続し、ガス排出孔２０を底部フレーム７に設けることによって、ガス放出経路を長くとることができて前記バッファ効果をより向上することができる。
【００３８】
しかも、このガス排出孔２０は底部フレーム７の内側に設けてあるため、高圧の水素噴出ガスが車両の投影平面の外側へ噴出するのを回避できて、より一層外部への影響を小さく抑制することができる。
【００３９】
更に、ガス噴出孔２０は、底部フレーム７の前、後フレーム７ａ，７ｂの各内側と、左、右フレーム７ｃ，７ｄの各内側に、それぞれ対向的に複数個設けてあるため、こられのガス噴出孔２０から排出される高圧水素ガスの噴流同士を衝突させて、噴流同士の運動エネルギーにより双方の勢いを相殺することができて、噴出エネルギーを極力小さくすることができる。
【００４０】
この高圧水素ガス噴流のエネルギー減衰は、前述のようにタンク搭載フレーム内での放出水素ガスの流通経路や、ガス排出孔の径、数、向きの設定により自在にコントロールすることが可能となる。
【００４１】
本実施形態では、便宜的にガス放出口４を、上部フレーム８の前側フレーム８ａに連通接続しているが、図４に仮想線で示すようにインタンクバルブ２に近接した側部フレーム８ｃに、ガス放出口４を連通接続してもよい。
【００４２】
ところで、本発明のガス放出口配設構造を前記第１実施形態および第２実施形態に例をとって説明したが、これに限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態を示す平面図。
【図２】本発明の第１実施形態を示す側面図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるガス燃料タンクとタンク搭載フレームを示す斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態を示す平面図。
【図５】本発明の第２実施形態におけるタンク搭載フレームの平面図。
【図６】本発明の第２実施形態におけるガス放出口の接続部分を示す断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１…ガス燃料タンク
２…圧力調整装置
３…リードパイプ
４…ガス放出口
５…受圧部材
６…タンク搭載フレーム
７…底部フレーム
７ａ…底部フレームの前側フレーム
７ｂ…底部フレームの後側フレーム
７ｃ…底部フレームの左側フレーム
７ｄ…底部フレームの右側フレーム
８…上部フレーム
２０…ガス排出孔
【図１】
2005112270.tif 000003
【図２】
2005112270.tif 000004
【図３】
2005112270.tif 000005
【図４】
2005112270.tif 000006
【図５】
2005112270.tif 000007
【図６】
2005112270.tif 000008