(57)【要約】【課題】衝撃吸収性を高めやすくすることが可能な車両の水素タンク搭載構造を得る。【解決手段】リヤサイドメンバ１の、前後に隣接する二つの水素タンク２，３の当該リヤサイドメンバ１への取付位置Ｂ１，Ａ２の間となる位置に、当該リヤサイドメンバ１を前後方向の衝突荷重によって上下方向に屈曲させる易変形部としてのキックアップ部１Ｋを設定した。したがって、衝突時に入力された前後方向の荷重によって、リヤサイドメンバ１をキックアップ部１Ｋで屈曲変形させることができる分、衝撃吸収性を高めることができる。【選択図】図１
2009190523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に略沿って伸びる車体骨格部材を含む車体フレームに複数の水素タンクを車両前後方向に並べて取り付けた車両の水素タンク搭載構造において、
前記車体骨格部材に、前後に隣接する二つの水素タンクの当該車体骨格部材への取付位置の間となる位置にて、当該車体骨格部材を前後方向の衝突荷重によって上下方向に屈曲させる易変形部を設けたことを特徴とする車両の水素タンク搭載構造。
【請求項２】
前記易変形部に対する前方および後方のうち一方に配置される水素タンクの重心位置を、前記易変形部よりも低くしたことを特徴とする請求項１に記載の車両の水素タンク搭載構造。
【請求項３】
前記易変形部に対して前記一方に配置される水素タンクの重心位置を、易変形部に対して他方に配置される水素タンクの重心位置より低くしたことを特徴とする請求項２に記載の車両の水素タンク搭載構造。
【請求項４】
前記易変形部を挟んで前後に配置された前記二つの水素タンクを、それぞれ下方から囲うタンクフレームを用いて前記車体フレームに取り付け、
衝突荷重の入力によって車体骨格部材が前記易変形部で屈曲して前記二つの水素タンクが相互に近接した際に、前後のタンクフレーム同士を干渉させることで前記二つの水素タンクが直接干渉するのを抑制するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の車両の水素タンク搭載構造。
【請求項５】
前記前後のタンクフレームがそれぞれ車両前後方向に沿う縦桟を有し、衝突荷重の入力によって車体骨格部材が前記易変形部で屈曲して前記二つの水素タンクが相互に近接した際に、前記前後のタンクフレームの縦桟同士を干渉させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の車両の水素タンク搭載構造。
【請求項６】
前記前後のタンクフレームがそれぞれ車両前後方向に沿う縦桟と車幅方向に沿う横桟とを有し、衝突荷重の入力によって車体骨格部材が前記易変形部で屈曲して前記二つの水素タンクが相互に近接した際に、前記前後のタンクフレームのうち一方の縦桟と他方の横桟とを干渉させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の車両の水素タンク搭載構造。
【請求項７】
前記水素タンクの前後に取付部を有するとともに、それら前後の取付部間で前記水素タンクの下側に架設されて当該水素タンクを前記車体フレームの下に取り付けるタンクフレームを備え、
前記前後の取付部間の前記車体フレーム上に、バッテリを搭載したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の車両の水素タンク搭載構造。
【請求項８】
前記バッテリから前記易変形部を越えて当該バッテリの反対側へ向けて車両前後方向に略沿って配索されるハーネスを備え、
前記易変形部に対して前記バッテリの前後方向反対側に位置する水素タンクが、車幅方向外側に向けて略半球状に膨出する膨出部を有し、
前記ハーネスを、前記膨出部の頂部より上方で配索したことを特徴とする請求項７に記載の車両の水素タンク搭載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の水素タンク搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の水素タンクを後車軸を挟んだ前後両側に搭載した車両が知られている（特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１では、後面衝突時に、後車軸より後方の水素タンクを前方かつ下方に向けて移動させる機構を設けてある。
【特許文献１】特開２００２−２４８９４９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、かかる従来の水素タンク搭載構造では、後方の水素タンクを保護しながら前方かつ下方に向けて移動させるためには、主として、車体フレームの、後方の水素タンクを取り付けた部分より後側の部分で衝突荷重を吸収することが必要となり、衝撃吸収区間が短くなって、衝撃吸収性を確保し難くなる虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、衝撃吸収性を高めやすくすることが可能な車両の水素タンク搭載構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、車両前後方向に略沿って伸びる車体骨格部材に、前後に隣接する二つの水素タンクの当該車体骨格部材への取付位置の間となる位置にて、当該車体骨格部材を前後方向の衝突荷重によって上下方向に屈曲させる易変形部を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、衝突時に入力された前後方向の荷重によって、車体骨格部材を易変形部で上下方向に屈曲変形させることができ、その分、衝撃吸収性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
（第１実施形態）図１〜図３は、本発明の第１実施形態にかかる車両の水素タンク搭載構造を示しており、図１は、水素タンク搭載構造の側面図、図２は、水素タンク搭載構造の底面図、図３は、後面衝突時における水素タンクの挙動を示す水素タンク搭載構造の側面図である。なお、各図中、ＵＰは上方、ＦＲは車両前後方向前方、ＷＤは車幅方向を示す。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態では、車体骨格部材としてのリヤサイドメンバ１を含む車体フレーム２０の下に２基の水素タンク２，３を搭載してある。これら水素タンク２，３は細長いカプセル状に形成されて、その長手方向両端部は略半球状に膨出させてある。そして、いずれも長手方向を車幅方向に沿わせた姿勢で搭載してある。また、これら水素タンク２，３は、水素充填時の高い内圧に耐え得るよう、例えば、アルミニウムなどの金属製のライナーにカーボンファイバーを巻き付けて形成してある。
【００１１】
リヤサイドメンバ１は、図２にも示すように、車幅方向両側で車両前後方向に略沿って延在している。そして、このリヤサイドメンバ１の前端部を、リヤシート４の前端部下方に位置したシートクロスメンバ５の両端部に連結し、シートクロスメンバ５の両端部を、図示しない左右のサイドシルに結合してある。
【００１２】
また、図１に示すように、リヤサイドメンバ１は、リヤシート４の後側部近傍で前方から後方に向けて上方に傾斜しており、その傾斜部分の後端部に、略Ｖ字状に屈曲するキックアップ部１Ｋを設けてある。キックアップ部１Ｋより後方では、リヤサイドメンバ１は車両前後方向に沿って略水平に延在しており、この部分の上方にラゲッジ空間Ｓを確保してある。なお、リヤサイドメンバ１の上面にはリヤフロアパネル６を敷設してある。
【００１３】
また、図２に示すように、左右のリヤサイドメンバ１のキックアップ部１Ｋよりも後方には、車両前後方向に所定間隔をあけて第１リヤクロスメンバ７および第２リヤクロスメンバ８を結合してある。これらリヤクロスメンバ７，８は、いずれも車幅方向に沿って延在して、左右両側のリヤサイドメンバ１間に架設されている。本実施形態では、これらリヤサイドメンバ１およびリヤクロスメンバ７，８が、後部の車体フレーム２０を構成している。
【００１４】
そして、前後の水素タンク２，３は、それぞれ、タンクフレーム９，１０によって、車体フレーム２０に取り付けられている。
【００１５】
図２に示すように、タンクフレーム９，１０は、いずれも、水素タンク２，３の下側で車両前後方向に延在する複数の縦桟９ａ，１０ａと、水素タンク２，３の下側で車幅方向に延在する複数の横桟９ｂ，１０ｂとを有して籠状に形成されている。本実施形態では、図１に示すように、縦桟９ａ，１０ａを側面視で上方に向けて開放するＵ字状に形成し、これら縦桟９ａ，１０ａおよび横桟９ｂ，１０ｂによって、水素タンク２，３を下側から包み込むように保持している。なお、これら縦桟９ａ，１０ａおよび横桟９ｂ，１０ｂは、例えば円形断面や矩形断面を有する中空部材あるいは中実部材として構成することができる。
【００１６】
ここで、図２に示すように、タンクフレーム９の前側の取付部９ｃは、リヤサイドメンバ１とシートクロスメンバ５との結合部分に結合され、後側の取付部９ｃは、リヤサイドメンバ１とリヤフロアパネル６に結合したタンク取付用ブラケット１１に結合されている。したがって、本実施形態では、タンクフレーム９のリヤサイドメンバ１への前側の取付位置Ａ１は、取付部９ｃをリヤサイドメンバ１に取り付けた位置となり、後側の取付位置Ｂ１は、タンク取付用ブラケット１１のリヤサイドメンバ１への取付位置となる。
【００１７】
また、タンクフレーム１０の前側の取付部１０ｃは、リヤクロスメンバ７に結合され、後側の取付部１０ｃは、第２リヤクロスメンバ８に結合されている。したがって、本実施形態では、タンクフレーム１０の前側の取付位置Ａ２は、リヤクロスメンバ７のリヤサイドメンバ１への結合位置となり、後側の取付位置Ｂ２は、第２リヤクロスメンバ８のリヤサイドメンバ１への結合位置となる。
【００１８】
なお、本実施形態では、タンクフレーム９，１０には、縦桟９ａ，１０ａおよび横桟９ｂ，１０ｂの他に、タンクフレーム９，１０の車幅方向中央部で車両前後方向に伸びて横桟９ｂ，１０ｂを連結する２本の帯状補助枠９ｄ，１０ｄを所定間隔をあけて設けてある。
【００１９】
そして、本実施形態では、車体骨格部材としてのリヤサイドメンバ１の、前側の水素タンク２（タンクフレーム９）のリヤサイドメンバ１への後側の取付位置Ｂ１と、後側の水素タンク３（タンクフレーム１０）のリヤサイドメンバ１への前側の取付位置Ａ２との間に、リヤサイドメンバ１を前後方向の衝突荷重によって上下方向に屈曲させる易変形部としてのキックアップ部１Ｋを設けてある。
【００２０】
キックアップ部１Ｋは、図１に示すように、略Ｖ字状に屈曲されているため、リヤサイドメンバ１に車両前後方向の衝突荷重が作用した際には、このキックアップ部１Ｋに応力集中が生じる。
【００２１】
そして、図３に示すように、その衝突荷重はキックアップ部１Ｋに集中してこのキックアップ部１Ｋの屈曲量を増大する方向に変形する。すると、後側の水素タンク３は、屈曲変形したキックアップ部１Ｋを中心として図３中時計回り方向に回動し、車両前方かつ下方に向けて移動することになる。
【００２２】
この場合、水素タンク２，３同士が近接することになるが、本実施形態では、上述したように、水素タンク２，３は、それぞれタンクフレーム９，１０に囲われているため、水素タンク２，３同士は直接的には干渉せず、タンクフレーム９，１０同士が干渉することになる。本実施形態では、図３に示すように、前方のタンクフレーム９の横桟９ｂと後方のタンクフレーム１０の縦桟１０ａとが相互に干渉するようにしてある。
【００２３】
また、本実施形態では、図１に示すように、易変形部としてのキックアップ部１Ｋに対して衝突荷重の入力側となる後方に配置される水素タンク３の重心位置Ｇｒを、キックアップ部１Ｋより高さｈ１だけ低く設定してある。
【００２４】
さらに、本実施形態では、水素タンク３の重心位置Ｇｒを、キックアップ部１Ｋに対して衝突荷重の入力側と反対側となる前方に配置される水素タンク２の重心位置Ｇｆより高さｈ２だけ低く設定してある。
【００２５】
また、本実施形態では、図１に示すように、後側のタンクフレーム１０の前後の取付位置Ａ２，Ｂ２の間の、リヤサイドメンバ１上（ラゲッジ空間Ｓのリヤフロアパネル６上）に、バッテリ（例えば二次バッテリ）１２を搭載してある。
【００２６】
そして、このバッテリ１２から、キックアップ部１Ｋの設定位置を越えて当該バッテリ１２の反対側、すなわち車両前方に向けて、強電ハーネス１３が配索されている。この強電ハーネス１３は、例えば、車両前部に配置されたパワーコントロールユニット（図示せず）とバッテリ１２とを電気的に接続するものである。
【００２７】
強電ハーネス１３は、図１および図２に示すように、前側の水素タンク２の側部を通って前方に向けて伸びることになる。上述したように、水素タンク２は略カプセル状に形成されており、その車幅方向両端部は、車幅方向外側に向けて略半球状に膨出している。強電ハーネス１３は、略半球状に膨出する部分に沿って前後に配索されることになるが、本実施形態では、図１に示すように、この強電ハーネス１３を、膨出部２ａの頂部２ｂより上方で配索してある。
【００２８】
以上のように、本実施形態では、リヤサイドメンバ１の、前後に隣接する二つの水素タンク２，３の当該リヤサイドメンバ１への取付位置Ｂ１，Ａ２の間となる位置に、当該リヤサイドメンバ１を前後方向の衝突荷重によって上下方向に屈曲させる易変形部としてのキックアップ部１Ｋを設定した。したがって、衝突時に入力された前後方向の荷重によって、リヤサイドメンバ１をキックアップ部１Ｋで屈曲変形させることができる分、衝撃吸収性を高めることができる。
【００２９】
そして、本実施形態では、後面衝突による衝突荷重の入力によって、リヤサイドメンバ１をキックアップ部１Ｋを基点として上下方向に略逆Ｖ字状に屈曲させ、後方の水素タンク３を衝突側とは反対側となる前方に逃がすことができ、水素タンク３の保護性を高めることができる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、従来のように水素タンク３を前方かつ下方に向けて移動させる機構を設けることなく、後側、すなわち衝突荷重入力側の水素タンク３の損傷を抑制することができ、従来に比べて、省スペース化や軽量化を図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、キックアップ部１Ｋに対して衝突荷重の入力側となる後方に位置する水素タンク３の重心位置Ｇｒを、キックアップ部１Ｋよりも低くした。よって、後面衝突時に、キックアップ部１Ｋ（リヤサイドメンバ１の曲げ中心）に対する水素タンク３のモーメントアームをより長くとることができる分、水素タンク３やタンクフレーム１０の質量を利用して、水素タンク３を下方に移動させる方向への曲げモーメントを増大させることができ、以て、リヤサイドメンバ１をより容易にかつより確実に屈曲させて、衝突エネルギーの吸収効果をより確実に得ることができる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、キックアップ部１Ｋに対して衝突荷重の入力側となる後方に位置する水素タンク３の重心位置Ｇｒを、キックアップ部１Ｋに対してその反対側となる前方に位置する水素タンク２の重心位置Ｇｆより低くした。このため、後面衝突時に、リヤサイドメンバ１の屈曲に伴って移動した水素タンク３を水素タンク２の下方に潜り込ませやすくなり、水素タンク２，３の保護性を高めることができる。また、水素タンク２の下方に潜り込む分だけ水素タンク３の移動距離をより長くとることができる分、リヤサイドメンバ１をより大きく屈曲変形させることができて、衝突エネルギーの吸収効率をより一層高めることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、キックアップ部１Ｋを挟んで前後に配置された二つの水素タンク２，３を、それぞれ下方から囲うタンクフレーム９，１０を用いて車体フレーム２０に取り付け、衝突荷重の入力によってリヤサイドメンバ１がキックアップ部１Ｋで屈曲して二つの水素タンク２，３が相互に近接した際に、前後のタンクフレーム９，１０同士を干渉させることで水素タンク２，３が直接干渉するのを抑制するようにした。このため、水素タンク２，３同士が直接干渉する場合に比べて、これら水素タンク２，３が損傷するのを抑制することができる。また、相互に当接したタンクフレーム９，１０がリヤサイドメンバ１と並行して荷重伝達経路となる分、衝撃吸収性をより一層高めることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、前後のタンクフレーム９，１０がいずれも車両前後方向に沿う縦桟９ａ，１０ａと車幅方向に沿う横桟９ｂ，１０ｂとを有し、図３に示すように、衝突荷重の入力によってリヤサイドメンバ１がキックアップ部１Ｋで屈曲して二つの水素タンク２，３が相互に近接した際に、前方のタンクフレーム９の横桟９ｂと後方のタンクフレーム１０の縦桟１０ａとを干渉させるようにした。このため、タンクフレーム９，１０同士をより確実に干渉させることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、後側のタンクフレーム１０の前後の取付位置Ａ２，Ｂ２の間の、リヤサイドメンバ１上（ラゲッジ空間Ｓのリヤフロアパネル６上）に、バッテリ（例えば二次バッテリ）１２を搭載してある。かかる構成により、バッテリ１２を、リヤサイドメンバ１（車体フレーム２０）がタンクフレーム１０で補強された区間に取り付けることができるようになるため、バッテリ１２が損傷するのを抑制することができる。また、別途補強部材を設けた場合に比べてより簡素な構成となる分、軽量化ならびに製造コスト低減を図ることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、バッテリ１２からキックアップ部１Ｋを越えて当該バッテリ１２の反対側へ向けて車両前後方向に略沿って配索される強電ハーネス１３を備え、キックアップ部１Ｋに対してバッテリ１２の反対側に位置する水素タンク２に、車幅方向外側に向けて略半球状に膨出する膨出部２ａを形成し、強電ハーネス１３を、膨出部２ａの頂部２ｂより上方で配索した。このため、水素タンク２の膨出部２ａにより、強電ハーネス１３を、下方から跳ねた石等から保護することができる。また、仮に強電ハーネス１３をキックアップ部１Ｋの上で配索した場合には、図３に示すようにキックアップ部１Ｋが上方へせり上がりながら屈曲する場合に、当該キックアップ部１Ｋによって強電ハーネス１３が引っ張られることになるが、本実施形態では、強電ハーネス１３をキックアップ部１Ｋの下に配索することができるため、このような不具合を回避できる。
【００３７】
（第２実施形態）図４は、本発明の第２実施形態にかかる水素タンク搭載構造を示す底面図である。本実施形態にかかる水素タンク搭載構造は、上記第１実施形態と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００３８】
本実施形態にかかる水素タンク搭載構造は、前方のタンクフレーム９の車幅方向中央部の縦桟９ａＸと、後方のタンクフレーム９の車幅方向中央部の縦桟１０ａＸとを、車両前後方向に沿って並べて配置してある点が、上記第１実施形態と相違している。
【００３９】
かかる構成では、図３に示すように、キックアップ部１Ｋで屈曲して水素タンク２，３同士が近接した場合にあっては、前後のタンクフレーム９，１０の縦桟９ａＸ，１０ａＸ同士を干渉させることで水素タンク２，３同士が干渉するのを回避することができる。
【００４０】
したがって、本実施形態によっても、水素タンク２，３同士が直接干渉する場合に比べて、これら水素タンク２，３が損傷するのを抑制することができる。そして、相互に当接したタンクフレーム９，１０がリヤサイドメンバ１と並行して荷重伝達経路となる分、衝撃吸収性をより一層高めることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、中央部の縦桟９ａＸ，１０ａＸのみを相互干渉させるようにしたが、これには限定されず、車幅方向端部よりの縦桟９ａ，１０ａ同士を干渉させることが可能であるし、前後に並べて相互に干渉する縦桟９ａ，１０ａを複数並行して設けることも可能である。
【００４２】
（第３実施形態）図５は、本発明の第３実施形態にかかる水素タンク搭載構造を示す側面図である。本実施形態にかかる水素タンク搭載構造は、上記第１実施形態と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００４３】
本実施形態にかかる水素タンク搭載構造は、三つの水素タンク２，３Ａ，３Ｂを備え、後方のタンクフレーム１０によって二つの水素タンク３Ａ，３Ｂを取り付けた点が、上記第１実施形態と相違している。
【００４４】
具体的に、本実施形態では、キックアップ部１Ｋより後方に配置される二つの水素タンク３Ａ，３Ｂは、ほぼ同じ形状に形成されている。そして、これら二つの水素タンク３Ａ，３Ｂの重心位置Ｇｒ′を、キックアップ部１Ｋより下方に配置してある。なお、二つの水素タンク３Ａ，３Ｂの重心位置Ｇｒ′は、水素タンク３Ａの重心位置Ｇａと水素タンク３Ｂの重心位置Ｇｂとの丁度中間の位置（前後方向に中間の位置、上下方向には同位置）となっている。
【００４５】
本実施形態でも、キックアップ部１Ｋに対して衝突荷重の入力側となる後方に位置する水素タンク３Ａ，３Ｂの重心位置Ｇｒ′を、キックアップ部１Ｋよりも低くしてある。よって、後面衝突時に、キックアップ部１Ｋ（リヤサイドメンバ１の曲げ中心）に対する水素タンク３Ａ，３Ｂのモーメントアームをより長くとることができる分、水素タンク３Ａ，３Ｂやタンクフレーム１０の質量を利用して、水素タンク３Ａ，３Ｂを下方に移動させる方向への曲げモーメントを増大させることができ、以て、リヤサイドメンバ１をより容易にかつより確実に屈曲させて、衝突エネルギーの吸収効果をより確実に得ることができる。
【００４６】
なお、本実施形態にあっても、水素タンク３Ａ、３Ｂの重心位置Ｇｒ′を、前方の水素タンク２の重心位置Ｇｆよりも低位置に設定することが好ましい。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、複数の水素タンクを車両の前方に搭載し、前面衝突に対応する場合においても、本発明を同様に実施することが可能である。また、易変形部は、前後方向の衝突荷重によって、衝突荷重入力側を下方へ向けて屈曲させることができるものであればよく、例えば、部分的に略Ｕ字状あるいは略Ｖ字状に上方に突出させることで形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両の水素タンク搭載構造の側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる車両の水素タンク搭載構造の底面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる車両の水素タンク搭載構造の側面図であって、後面衝突時における水素タンクの挙動を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる車両の水素タンク搭載構造を示す底面図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる車両の水素タンク搭載構造の側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  リヤサイドメンバ
１Ｋ  キックアップ部（易変形部）
２，３，３Ａ，３Ｂ  水素タンク（水素タンク）
２ａ  膨出部
２ｂ  頂部
９，１０  タンクフレーム
９ａ，９ａＸ，１０ａ，１０ａＸ  縦桟
９ｂ，１０ｂ  横桟
１２  バッテリ
１３  強電ハーネス（ハーネス）
２０  車体フレーム
【図１】
2009190523.tif 000003
【図２】
2009190523.tif 000004
【図３】
2009190523.tif 000005
【図４】
2009190523.tif 000006
【図５】
2009190523.tif 000007