圧力容器の支持構造および車両
【課題】圧力容器が受ける衝撃等に起因する圧力容器およびブラケットに対する外力を緩衝し、負荷を軽減する一方、通常時には圧力容器を適切に保持する。
【解決手段】圧力容器１０ａと、圧力容器１０ａの長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、サイドメンバ１１０ａ，１１０ｂに取り付けるためのブラケット５０，６０とを備える。ブラケット５０，６０が、取り付け部材３４，４４と、保持部材３２，４２と、外力緩衝部材５５，６５と、をそれぞれ備える。
【解決手段】圧力容器１０ａと、圧力容器１０ａの長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、サイドメンバ１１０ａ，１１０ｂに取り付けるためのブラケット５０，６０とを備える。ブラケット５０，６０が、取り付け部材３４，４４と、保持部材３２，４２と、外力緩衝部材５５，６５と、をそれぞれ備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器の支持構造および車両に関し、特に、流体を圧縮して貯留し得る圧力容器の支持構造、および該支持構造を用いて圧力容器を支持し、搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、天然ガスや水素ガスなどの常温常圧では気体の物質を高圧で圧縮し、充填した高圧タンクなどの圧力容器が知られている。天然ガス自動車や燃料電池自動車などの車両には、燃料となる天然ガスや水素ガスなどに圧力を付加して充填し、貯留した圧力容器が搭載される。車両に搭載する圧力容器には、一般に、燃費の向上などのために軽量化が望まれており、このため、例えば炭素繊維強化プラスティック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスティック（ＧＦＲＰ）などの繊維強化プラスティック（ＦＲＰ）製の圧力容器が好適に採用されている。
【０００３】
図６に例示する圧力容器１０は、中空形状のライナ１２と、ライナ１２の外周部分を被覆する繊維強化樹脂層（ＦＲＰ層）１４とを備え、構成されている。圧力容器１０の端部にはまた、少なくとも一つの口金部１６を有する。口金部１６は、ここでは図示しないバルブを接続可能に構成されており、このバルブの開閉動作により圧力容器１０の内外への高圧流体の流通を制御することができる。ライナ１２には、例えば、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのナイロン樹脂やポリプロピレン樹脂などの高いガスバリア性を有する熱可塑性樹脂に、必要に応じてエラストマーを添加して構成される。
【０００４】
繊維強化樹脂層１４は一般に、例えばガラス繊維、炭素繊維、ケブラ繊維などからなる、長く連続した糸状の繊維を複数束ねた繊維束（フィラメント）に、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を含む樹脂液を含浸させ、必要に応じて乾燥および／または半硬化させたいわゆるプリプレグ繊維をライナ１２の外周表面に巻きつけて、その後該樹脂液を硬化させることにより形成することができる。このとき、ライナ１２の材質および／または厚みの他、例えば、繊維強化樹脂層１４を構成する繊維または繊維束の太さやプリプレグ繊維の巻き数等を調整し、繊維強化樹脂層１４の厚みを調整することにより、圧力容器１０の耐圧性および耐衝撃性、その他の設計強度を所望のものとすることができる。
【０００５】
このような圧力容器を車両に搭載する場合には、例えば車両後部や中央部など、衝撃などの外部からの影響が比較的少ない箇所に配置されていたが、近年、単位容積あたりの充填量を上昇させる必要性から圧力容器の耐圧性が向上し、これに伴い耐衝撃性も向上したこと、また、搭乗空間または積載容積の確保の要請などの点から、車両の形状や用途によっては車両の下部または底部に搭載することが望ましい場合もある。
【０００６】
図７は、図６に示す圧力容器１０を車両の下部または底部に搭載した車両の一例を示したものである。図７に示す圧力容器１０は、その長手方向（軸方向）が車両の側面方向であって、かつ水平面にほぼ平行となるように配置されている。圧力容器１０の軸方向の一方端部、より具体的には図６において口金部１６の開口部分に相当する部分には、バルブ１８が設けられている。なお、ここでは１つの圧力容器１０を搭載した車両について例示しているが、必要に応じて、直列または並列に配置された複数の圧力容器を車両に搭載することができる。
【０００７】
図８は、図６に示す圧力容器１０の、従来の支持構造の一例について説明するための要部拡大図である。圧力容器１０は、一対のブラケット１３０，１４０を介して、基材である車体の底部、より具体的には、例えば車両の前後方向に延設された、剛性の比較的高い一対のサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４に取り付けられている。
【０００８】
ブラケット１３０，１４０にはそれぞれ、保持部１３２，１４２と、保持部１３２，１４２に対しほぼ直角となるように屈曲部１５８，１６８をそれぞれ屈曲させて配置された取り付け部１３４，１４４とを有する。
【０００９】
保持部１３２，１４２は一般に、圧力容器１０の軸方向の両端部分をそれぞれ保持することができるように構成されている。保持部１３２は、例えば、圧力容器１０のバルブ１８を挿入可能な開口を有することができる。このとき、保持部１３２に挿入させたバルブ１８を口金部に取付けることにより、保持部１３２が口金部とバルブ１８との間に挟みこまれ、圧力容器１０とブラケット１３０とが固定される。一方、圧力容器１０の軸方向の両端部分のうち、バルブ１８側とは反対側のいわゆるエンド側端部を保持するためのブラケット１４０の保持部１４２もまた、ブラケット１３０の保持部１３２と同様の構成とすることもできるが、車載した圧力容器１０が容易に脱落しないように適切に保持することが可能な構成であればよく、保持部１３２，１４２の形状に制限はない。
【００１０】
取り付け部１３４，１４４には一般に、１または複数の挿通孔（図示せず）がそれぞれ設けられている。サイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４に取り付け部１３４，１４４をそれぞれ当接させるとともに、挿通孔に挿通させたボルトまたはネジなどの締結部材１３６，１４６を用いて締め付けると、ブラケット１３０，１４０は締結部材１３６，１４６の頭部と車両のサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４との間にそれぞれ挟まれ、固定される。このようにして、圧力容器１０が車両の下部または底部に搭載される。
【００１１】
このように、車両の下部または底部に圧力容器を搭載した場合であっても、通常の走行では不具合はほとんど発生しないが、例えば未舗装路などの路面の凹凸が著しい悪路や、石などの障害物上を車両が通過すると、路面または路面上の障害物と車両の下部または底部とが干渉し、荷重を受ける場合がある。このとき、圧力容器や該圧力容器の取り付けに用いられるブラケットに許容限度を超えた荷重を受けると、場合によっては圧力容器および／またはブラケットの変形、破損などの不具合が生じうる。
【００１２】
これに対し、圧力容器の下方側から 受ける荷重を緩衝するために、外力の入力に応じて伸縮するバネ部材の適用が考えられる。例えば図９Ａに示す圧力容器の支持構造は、ブラケット１３０，１４０に代えてブラケット１５０，１６０を備えることを除き、図８に示す圧力容器の支持構造とほぼ同様の構成を有している。ブラケット１５０，１６０はそれぞれ、保持部１３２，１４２と取り付け部１３４，１４４との間に、バネ部１３８，１４８を備える。このような構成を有する圧力容器の支持構造においては、図９Ｂに示すように、圧力容器１０の下方から外力Ｆを受けると、その外力Ｆに応じて圧力容器１０が上方へ移動するとともにバネ部１３８，１４８が上方に伸びる。図９Ａ、図９Ｂに示す圧力容器の支持構造によれば、バネ部１３８，１４８を備えるブラケット１５０，１６０のこのような働きにより、外力Ｆにより圧力容器１０およびブラケット１５０，１６０が受ける荷重による衝撃を緩和することができる。
【００１３】
しかしながら、図９Ａ、図９Ｂに示す圧力容器の支持構造によれば、例えば、車両走行中のわずかな振動でもバネ部１３８，１４８が伸縮する可能性があるため、例えばバルブ１８と流体流通用の配管（図示せず）との接続箇所に繰返し応力を受けることで疲労し、強度低下の要因となり得た。また、例えば、圧力容器の下方から受ける外力Ｆが大きい場合には、バネ部１３８，１４８が損傷し、圧力容器が脱落する要因ともなり得た。
【００１４】
ところで、特許文献１には、気体燃料が充填された高圧タンクが設置された車両の高圧タンク支持構造において、前記高圧タンクが車体の後方において弾性体を介して前記車体に支持され、路面からの入力により前記車体に発生する振動に対して、前記高圧タンクおよび前記弾性体をダイナミックダンパとして構成した、車両の高圧タンク支持構造が開示されている。
【００１５】
また、特許文献２には、高圧容器における一方のネック部を剛体で構成される支持部材を介して支持するとともに、他方のネック部を高圧容器の本体部側に向けて常時付勢する弾性体で構成される支持部材を介して支持する高圧容器の支持構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００９−２５５７５９号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した特許文献１、２の技術では、例えば、路面干渉等に伴い高圧容器が下方から受けた外力に起因して高圧容器およびブラケットが受けうる荷重に関する対策が十分でない場合があり得た。
【００１８】
本発明の目的は、圧力容器が衝撃や路面干渉等の外力を受けるような環境下では、該圧力容器およびブラケットが受けうる荷重を緩衝し、負荷を軽減する一方、通常時には圧力容器を適切に保持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の構成は、以下の通りである。
【００２０】
（１）圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、基材に取り付けるための一対のブラケットとを備え、前記一対のブラケットが、基材に取り付けるための取り付け部と、前記取り付け部に対して屈曲されてなり、前記圧力容器の端部を保持するための保持部と、前記取り付け部と前記保持部とを連結し、前記圧力容器が受ける外力を緩衝するための外力緩衝部材と、をそれぞれ備える、圧力容器の支持構造。
【００２１】
（２）前記ブラケットが、少なくとも前記取り付け部および前記保持部を含み、接続部分を軸として移動可能な複数のリンク部材からなるブラケット本体部を有し、前記外力緩衝部材が、前記複数のリンク部材の移動を制限する、上記（１）に記載の圧力容器の支持構造。
【００２２】
（３）前記外力緩衝部材が、前記圧力容器が受ける外力に基づいて伸長するバネ部材を含む、上記（１）または（２）に記載の圧力容器の支持構造。
【００２３】
（４）前記外力緩衝部材が、前記バネ部材の伸長を制限する伸長制限部材をさらに含む、上記（３）に記載の圧力容器の支持構造。
【００２４】
（５）圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、車体に取り付けるための一対のブラケットとを備え、前記一対のブラケットが、前記車体の底部に取り付けるための取り付け部と、前記取り付け部に対して上方に屈曲されてなり、前記圧力容器の端部を保持するための保持部と、前記取り付け部と前記保持部とを連結し、前記圧力容器の下方から受ける外力を緩衝するための外力緩衝部材と、をそれぞれ備える、車両。
【００２５】
（６）前記ブラケットが、少なくとも前記取り付け部および前記保持部を含み、接続部分を軸として移動可能な複数のリンク部材からなるブラケット本体部を有し、前記外力緩衝部材が、前記複数のリンク部材の移動を制限する、上記（５）に記載の車両。
【００２６】
（７）前記外力緩衝部材が、前記圧力容器の下方から受ける外力に基づいて伸長するバネ部材を含む、上記（５）または（６）に記載の車両。
【００２７】
（８）前記外力緩衝部材が、前記バネ部材の伸長を制限する伸長制限部材をさらに含む、上記（７）に記載の車両。
【発明の効果】
【００２８】
圧力容器が受ける外力に起因する圧力容器およびブラケットに対する荷重を緩衝し、負荷を軽減する一方、通常時には圧力容器を適切に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の実施の形態において、圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための側面視した図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態において、圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための背面視した図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態において、車両における圧力容器の支持構造の構成の概略を説明するための背面視した要部拡大図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す圧力容器の支持構造の動作例について説明するための図である。
【図３】図２Ａの部分拡大図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態において、ブラケット本体部の構成の概略について説明するための図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施の形態において、ブラケット本体部の構成の概略について説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施の形態において、車両における圧力容器の支持構造の構成の概略を説明するための背面視した要部拡大図である。
【図５Ａ】図５の部分拡大図である。
【図６】圧力容器の構成の概略を示す部分断面図である。
【図７】圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための背面視した図である。
【図８】圧力容器の支持構造の一例について説明するための背面視した要部拡大図である。
【図９Ａ】圧力容器の支持構造の他の例について説明するための背面視した要部拡大図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示す圧力容器の支持構造の動作例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図１Ａ，図１Ｂは、図６に示す圧力容器１０を車両の下部または底部に搭載した車両の一例を示したものである。図１Ａは、車両を側面視した図であり、図１Ｂは、この車両を背面視した図である。なお、ここでは２つの圧力容器１０ａ，１０ｂを搭載した車両について例示しているが、これに限定されるものではなく、車両に搭載する圧力容器は１つであっても良く、また３つ以上であっても良い。
【００３２】
圧力容器１０ａ，１０ｂは、車両１００の背面２２寄り、本実施形態では後輪２４の近傍に、その長手方向が車両１００の側面方向であって、かつ水平面にほぼ平行となるように並列に配置されている。圧力容器１０ａ，１０ｂの長手方向の一方端部、より具体的には図６において口金部１６の開口部分に相当する部分には、それぞれ、電流の有無に応じて開閉するバルブ１８ａ，１８ｂが設けられている。
【００３３】
バルブ１８ａ，１８ｂとしては、例えば、内蔵するソレノイドの作用に応じて、図示しない電源からの通電によって開弁し、通電解除によって閉弁することにより、圧力容器１０ａ，１０ｂの内外の流体の流通を制御可能となるように構成された電磁弁を適用することができる。
【００３４】
図２Ａは、図１Ｂに示す圧力容器１０ａの支持構造を備える車両１００の一例について説明するための要部拡大図である。圧力容器１０ａは、一対のブラケット３０，４０を介して、車体の底部、より具体的には、例えば車両１００の前後方向に延設された一対のサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４に取り付けられている。
【００３５】
図２Ａにおいて、第１のサイドメンバ１１０ａに取り付けられたブラケット３０は、一連のリンク機構として接続された保持部材３２、取り付け部材３４および可動部材３７を含むブラケット本体部７０と、保持部材３２および取り付け部材３４を連結する外力緩衝部材３５とを含み、構成されている。また、第２のサイドメンバ１１０ｂに取り付けられたブラケット４０は、一連のリンク機構として接続された保持部材４２、取り付け部材４４および可動部材４７を含むブラケット本体部８０と、保持部材４２および取り付け部材４４を連結する外力緩衝部材４５とを含み、構成されている。
【００３６】
図２Ａに示す保持部材３２，４２は、圧力容器１０ａの軸方向の両端部分をそれぞれ保持することができるように構成されている。保持部材３２は、例えば、圧力容器１０ａのバルブ１８ａを挿入可能な開口を有することができる。このとき、保持部材３２に挿入させたバルブ１８ａを口金部（図６参照）に取り付けることにより、保持部材３２が口金部とバルブ１８ａとの間に挟みこまれ、圧力容器１０ａとブラケット３０とが固定される。一方、圧力容器１０ａの軸方向の両端部分のうち、バルブ１８ａ側とは反対側のエンド側端部を保持するためのブラケット４０の保持部材４２もまた、ブラケット３０の保持部材３２と同様の構成とすることもできるが、車載した圧力容器１０ａが容易に脱落しないように適切に保持することが可能な構成であればよく、保持部材３２，４２の形状に制限はない。
【００３７】
また、取り付け部材３４，４４には、１または複数の挿通孔（図示せず）がそれぞれ設けられている。サイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４に取り付け部１３４，１４４をそれぞれ当接させるとともに、挿通孔に挿通させたボルトまたはネジなどの締結部材３６，４６を用いて締め付けると、ブラケット３０，４０は締結部材３６，４６の頭部と車両のサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４との間にそれぞれ挟まれ、固定される。このようにして、圧力容器１０ａが車両の下部または底部に搭載される。
【００３８】
図２Ａに示す外力緩衝部材３５は、図３に示すように、伸縮機能を有する弾性部材であるバネ部材３５６と、バネ部材３５６の両端部分をそれぞれ固定するためのバネ固定部材３５２，３５４とを含み、構成されている。バネ固定部材３５２，３５４はそれぞれ、図２Ａに示す保持部材３２および取り付け部材３４に対し、例えばボルト、ビス、接着剤、その他の適当な固定化部材および／または固定化材料により容易に脱落しない程度に固定されており、保持部材３２および取り付け部材３４の移動が制限される。一方、図２Ａに示す外力緩衝部材４５もまた、外力緩衝部材３５とほぼ同様の構成とすることができる。そして、外力緩衝部材３５，４５は、圧力容器１０ａおよびサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂに取り付けられたブラケット本体部７０，８０の通常時の形状をそれぞれ保持することができる。なお、バネ固定部材３５２，３５４を含む外力緩衝部材３５に代えて、バネ部材３５６の両端を、図２Ａに示す保持部材３２および取り付け部材３４に直接取り付ける構成とすることも可能である。
【００３９】
一方、ブラケット本体部７０は、図４Ａに示すように、取り付け部材３４と可動部材３７とが接続部材７２により、可動部材３７と保持部材３２とが接続部材７４により、それぞれ接続されており、接続部材７２，７４を軸として移動可能なリンク機構の一部材、つまりリンク部材として機能する。図２Ａに示すブラケット本体部８０もまた、ブラケット本体部７０と対称配置されることを除きほぼ同様の構成とすることができるため、詳細な説明は省略する。適正なバネ強度および長さを有する外力緩衝部材３５を保持部材３２および取り付け部材３４に、外力緩衝部材４５を保持部材４２および取り付け部材４４に、それぞれ取り付け、固定することにより、図２Ａに示すような形状を有するブラケット３０，４０が作製される。
【００４０】
図４Ｂに示すブラケット本体部９０は、図４Ａに示すブラケット本体部７０の変形例である。ブラケット本体部９０は、可動部材３７とは形状の異なる可動部材３９を有することを除き、図４Ａに示すブラケット本体部７０とほぼ同様の構成を有している。図示したブラケット本体部９０においては、可動部材３９の左端が取り付け部材３４の右端に当接している。このため、基材に取り付けられた取り付け部材３４に対し、可動部材３９は図示した以上時計回りには回転しないように構成されている。なお、図２Ａに示すブラケット３０，４０として適用可能なブラケット本体部の形状および／または構成は、図４Ａ、図４Ｂに例示したものに限らず、同様の機能を有するものであれば適用可能である。例えば、図４Ａに示す接続部材７２，７４に代えて丁番（蝶番）を適用し、各リンク部材を接続させてブラケット本体部とすることも可能である。
【００４１】
図２Ａに戻り、ブラケット３０，４０を用いて車両１００に取り付けられた圧力容器１０ａは、図２Ｂに示すように圧力容器１０ａの下方から外力Ｆを受けると、ブラケット本体部７０，８０のリンク機構が変形するとともに、外力緩衝部材３５，４５、より具体的にはバネ部材（図３参照）が伸長し、圧力容器１０ａが車両１００の上方に移動する。このとき、可動部材３７，４７は車両１００に対して大きく移動するにもかかわらず、圧力容器１０ａと保持部材３２，４２、サイドメンバ１１０ａ，１１０ｂと取り付け部材３４，４４、の間の相対的な位置関係はそれぞれほとんど変化しない。このため、停止時や通常走行時には圧力容器１０ａを適切に支持することができるとともに、圧力容器１０ａの下方から受けた外力Ｆに対し、圧力容器１０ａおよび配管その他の圧力容器１０ａと接続する部材ならびにブラケット３０，４０が受ける負荷を緩和することができる。このとき、保持部材３２，４２による圧力容器１０ａの保持部分、つまり図６に示す口金部１６を含む、バルブ１８ａと圧力容器１０ａ本体との接続部分が受ける荷重を、特に軽減することができる。このため、場合によっては図６に示す口金部１６を含む開口部分の外径を小さくすることができ、口金部１６の外径だけでなく、繊維強化樹脂層１４の厚みを低減させることもできる。したがって、本実施の形態によれば、圧力容器の軽量化、さらにはコスト低下にも寄与しうる。
【００４２】
また、本実施の形態によれば、外力緩衝部材３５，４５が、圧力容器１０ａの移動方向とは傾斜して配置されているため、圧力容器１０ａの移動長に対して外力緩衝部材３５，４５に設けられたバネ部材の伸長が抑制され、外力緩衝部材３５，４５が受ける負荷を低減することができる。さらに、外力緩衝部材３５，４５が、ブラケット本体部７０，８０とは別部材として構成されているため、仮に外力緩衝部材３５，４５が故障または損傷した場合であっても、ブラケット本体部７０，８０により圧力容器１０ａを適切に保持することができる。
【００４３】
図５は、図１Ｂに示す圧力容器１０ａの支持構造を備える車両の他の例について説明するための要部拡大図である。図５に示す車両２００は、外力緩衝部材３５，４５をそれぞれ有するブラケット３０，４０に代えて、外力緩衝部材５５，６５をそれぞれ有するブラケット５０，６０を備えることを除き、図２Ａに示す車両１００とほぼ同様の構成を有している。
【００４４】
図５Ａに示すように、外力緩衝部材５５は、伸縮機能を有する弾性部材であるバネ部材５５６、バネ部材５５６の両端部分をそれぞれ固定するためのバネ固定部材５５２，５５４、バネ部材５５６の伸長を制限する伸長制限部材５５８、保持部材３２に固定するための第１の固定用部材５６０、および取り付け部材３４に固定するための第２の固定用部材５６２を含み、構成されている。バネ部材５５６およびバネ固定部材５５２，５５４からなる構成は、図３に示すバネ部材３５６およびバネ固定部材３５２，３５４からなる外力緩衝部材３５とほぼ同様の構成とすることができる。バネ固定部材５５２，５５４はそれぞれ、第１の固定用部材５６０および第２の固定用部材５６２に対し、例えば接着剤その他の適当な接合材料等により容易に脱落しない程度に接着または接合その他の手法により固設されている。
【００４５】
一方、伸長制限部材５５８は、第１および第２の固定用部材５６０，５６２に対し、容易に脱落しない程度に接着または接合によりそれぞれ固設されている。なお、バネ固定部材５５２および第１の固定用部材５６０、バネ固定部材５５４および第２の固定用部材５６２の固設に代えて、バネ部材５５６の両端を、第１および第２の固定用部材５６０，５６２に直接固定する構成とすることも可能である。
【００４６】
伸長制限部材５５８は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの伸長性が乏しく、かつ、所定の程度を超える引張り力を付与することにより延伸せずに破断するような材料により構成することができる。伸長制限部材５５８の両端は、接着または接合その他の適切な方法により第１および第２の固定用部材５６０，５６２とそれぞれ固設されている。本実施の形態によれば、車両２００走行時の振動等に伴う圧力容器１０ａの上下動を抑制し、ブラケット５０，６０や圧力容器１０ａ、さらにバルブ１８ａと図示しない流体配管との接続部分が受ける応力負荷を低減させることができる一方、圧力容器１０ａが下方から外力を受けると、伸長制限部材５５８が破断して、バネ部材５５６の伸長制限機能が解除される。このため、圧力容器１０ａの下方から受けた外力に対し、圧力容器１０ａおよび配管その他の圧力容器１０ａと接続する部材ならびにブラケット５０，６０が受ける負荷を緩和することができる。このとき、保持部材３２，４２による圧力容器１０ａの保持部分、つまり図６に示す口金部１６を含む、バルブ１８ａと圧力容器１０ａ本体との接続部分が受ける荷重を、特に軽減することができる。このため、場合によっては図６に示す口金部１６を含む開口部分の外径を小さくすることができ、口金部１６の外径だけでなく、繊維強化樹脂層１４の厚みを低減させることもできる。したがって、本実施の形態によれば、圧力容器の軽量化、さらにはコスト低下にも寄与しうる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、外力緩衝部材５５，６５が、圧力容器１０ａの移動方向とは傾斜して配置されているため、圧力容器１０ａの移動長に対して外力緩衝部材５５，６５に設けられたバネ部材の伸長が抑制され、外力緩衝部材５５，６５が受ける負荷を低減することができる。さらに、外力緩衝部材５５，６５が、ブラケット本体部７０，８０とは別部材として構成されているため、仮に外力緩衝部材５５，６５が故障または損傷した場合であっても、ブラケット本体部７０，８０により圧力容器１０ａを適切に保持することができる。
【００４８】
本実施の形態において、必要に応じて、伸長制限部材５５８を所定の厚みおよび／または太さを付与させて作製することにより、伸長制限部材５５８の撓みや縮みを抑制し、伸縮制限部材としてバネ部材５５６の縮みをもあわせて制限する構成とすることも好適である。
【００４９】
本発明の実施形態の圧力容器の支持構造は、例えば車両の下部または底部に搭載する態様において適用することができる。圧力容器としては、例えば、ＦＲＰ製のものに限らず、例えば鋼鉄製のものであっても構わないが、車両に搭載する場合には好ましくはＦＲＰ製の圧力容器である。また、圧力容器に充填する流体は天然ガスや水素に限らず、例えば窒素や酸素などであってもよい。
【００５０】
また、圧力容器が外力を受けることに伴う圧力容器の移動に関し、例えば、（１）該圧力容器の端部に設けられたバルブに接続された図示しないガス配管が追従して移動可能な程度に圧力容器の移動を制限する、あるいは、（２）圧力容器の移動に追従して移動可能な継手部材を設ける、等の、圧力容器の端部に設けられたバルブに接続されたガス配管その他の部品の脱落や損傷その他の不具合を防止する機構を必要に応じて併設することも好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の実施形態の車両には、車両の下部または底部に圧力容器を搭載し得る、例えば、自動二輪車、自転車、電車等、あらゆる車両が含まれ得る。本実施形態の車両は特に、圧力容器の配置の態様によって該圧力容器の底部と路面との干渉等が起こりうる、例えば天然ガス自動車や燃料電池自動車などの自動車に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０ａ，１０ｂ 圧力容器、１２ ライナ、１４ 繊維強化樹脂層、１６ 口金部、１８，１８ａ，１８ｂ バルブ、２２ 背面、２４ 後輪、３０，４０，５０，６０，１３０，１４０，１５０，１６０ ブラケット、３２，４２ 保持部材、３４，４４ 取り付け部材、３５，４５，５５，６５ 外力緩衝部材、３６，４６，１３６，１４６ 締結部材、３７，３９，４７ 可動部材、７０，８０、９０ ブラケット本体部、７２，７４ 接続部材、１００，２００ 車両、１１０ａ，１１０ｂ サイドメンバ、１１２，１１４ 底面、１３２，１４２ 保持部、１３４，１４４ 取り付け部、１３８，１４８ バネ部、１５８，１６８ 屈曲部、３５２，３５４，５５２，５５４ バネ固定部材、３５６，５５６ バネ部材、５５８ 伸長制限部材、５６０，５６２ 固定用部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力容器の支持構造および車両に関し、特に、流体を圧縮して貯留し得る圧力容器の支持構造、および該支持構造を用いて圧力容器を支持し、搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、天然ガスや水素ガスなどの常温常圧では気体の物質を高圧で圧縮し、充填した高圧タンクなどの圧力容器が知られている。天然ガス自動車や燃料電池自動車などの車両には、燃料となる天然ガスや水素ガスなどに圧力を付加して充填し、貯留した圧力容器が搭載される。車両に搭載する圧力容器には、一般に、燃費の向上などのために軽量化が望まれており、このため、例えば炭素繊維強化プラスティック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスティック（ＧＦＲＰ）などの繊維強化プラスティック（ＦＲＰ）製の圧力容器が好適に採用されている。
【０００３】
図６に例示する圧力容器１０は、中空形状のライナ１２と、ライナ１２の外周部分を被覆する繊維強化樹脂層（ＦＲＰ層）１４とを備え、構成されている。圧力容器１０の端部にはまた、少なくとも一つの口金部１６を有する。口金部１６は、ここでは図示しないバルブを接続可能に構成されており、このバルブの開閉動作により圧力容器１０の内外への高圧流体の流通を制御することができる。ライナ１２には、例えば、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのナイロン樹脂やポリプロピレン樹脂などの高いガスバリア性を有する熱可塑性樹脂に、必要に応じてエラストマーを添加して構成される。
【０００４】
繊維強化樹脂層１４は一般に、例えばガラス繊維、炭素繊維、ケブラ繊維などからなる、長く連続した糸状の繊維を複数束ねた繊維束（フィラメント）に、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を含む樹脂液を含浸させ、必要に応じて乾燥および／または半硬化させたいわゆるプリプレグ繊維をライナ１２の外周表面に巻きつけて、その後該樹脂液を硬化させることにより形成することができる。このとき、ライナ１２の材質および／または厚みの他、例えば、繊維強化樹脂層１４を構成する繊維または繊維束の太さやプリプレグ繊維の巻き数等を調整し、繊維強化樹脂層１４の厚みを調整することにより、圧力容器１０の耐圧性および耐衝撃性、その他の設計強度を所望のものとすることができる。
【０００５】
このような圧力容器を車両に搭載する場合には、例えば車両後部や中央部など、衝撃などの外部からの影響が比較的少ない箇所に配置されていたが、近年、単位容積あたりの充填量を上昇させる必要性から圧力容器の耐圧性が向上し、これに伴い耐衝撃性も向上したこと、また、搭乗空間または積載容積の確保の要請などの点から、車両の形状や用途によっては車両の下部または底部に搭載することが望ましい場合もある。
【０００６】
図７は、図６に示す圧力容器１０を車両の下部または底部に搭載した車両の一例を示したものである。図７に示す圧力容器１０は、その長手方向（軸方向）が車両の側面方向であって、かつ水平面にほぼ平行となるように配置されている。圧力容器１０の軸方向の一方端部、より具体的には図６において口金部１６の開口部分に相当する部分には、バルブ１８が設けられている。なお、ここでは１つの圧力容器１０を搭載した車両について例示しているが、必要に応じて、直列または並列に配置された複数の圧力容器を車両に搭載することができる。
【０００７】
図８は、図６に示す圧力容器１０の、従来の支持構造の一例について説明するための要部拡大図である。圧力容器１０は、一対のブラケット１３０，１４０を介して、基材である車体の底部、より具体的には、例えば車両の前後方向に延設された、剛性の比較的高い一対のサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４に取り付けられている。
【０００８】
ブラケット１３０，１４０にはそれぞれ、保持部１３２，１４２と、保持部１３２，１４２に対しほぼ直角となるように屈曲部１５８，１６８をそれぞれ屈曲させて配置された取り付け部１３４，１４４とを有する。
【０００９】
保持部１３２，１４２は一般に、圧力容器１０の軸方向の両端部分をそれぞれ保持することができるように構成されている。保持部１３２は、例えば、圧力容器１０のバルブ１８を挿入可能な開口を有することができる。このとき、保持部１３２に挿入させたバルブ１８を口金部に取付けることにより、保持部１３２が口金部とバルブ１８との間に挟みこまれ、圧力容器１０とブラケット１３０とが固定される。一方、圧力容器１０の軸方向の両端部分のうち、バルブ１８側とは反対側のいわゆるエンド側端部を保持するためのブラケット１４０の保持部１４２もまた、ブラケット１３０の保持部１３２と同様の構成とすることもできるが、車載した圧力容器１０が容易に脱落しないように適切に保持することが可能な構成であればよく、保持部１３２，１４２の形状に制限はない。
【００１０】
取り付け部１３４，１４４には一般に、１または複数の挿通孔（図示せず）がそれぞれ設けられている。サイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４に取り付け部１３４，１４４をそれぞれ当接させるとともに、挿通孔に挿通させたボルトまたはネジなどの締結部材１３６，１４６を用いて締め付けると、ブラケット１３０，１４０は締結部材１３６，１４６の頭部と車両のサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４との間にそれぞれ挟まれ、固定される。このようにして、圧力容器１０が車両の下部または底部に搭載される。
【００１１】
このように、車両の下部または底部に圧力容器を搭載した場合であっても、通常の走行では不具合はほとんど発生しないが、例えば未舗装路などの路面の凹凸が著しい悪路や、石などの障害物上を車両が通過すると、路面または路面上の障害物と車両の下部または底部とが干渉し、荷重を受ける場合がある。このとき、圧力容器や該圧力容器の取り付けに用いられるブラケットに許容限度を超えた荷重を受けると、場合によっては圧力容器および／またはブラケットの変形、破損などの不具合が生じうる。
【００１２】
これに対し、圧力容器の下方側から 受ける荷重を緩衝するために、外力の入力に応じて伸縮するバネ部材の適用が考えられる。例えば図９Ａに示す圧力容器の支持構造は、ブラケット１３０，１４０に代えてブラケット１５０，１６０を備えることを除き、図８に示す圧力容器の支持構造とほぼ同様の構成を有している。ブラケット１５０，１６０はそれぞれ、保持部１３２，１４２と取り付け部１３４，１４４との間に、バネ部１３８，１４８を備える。このような構成を有する圧力容器の支持構造においては、図９Ｂに示すように、圧力容器１０の下方から外力Ｆを受けると、その外力Ｆに応じて圧力容器１０が上方へ移動するとともにバネ部１３８，１４８が上方に伸びる。図９Ａ、図９Ｂに示す圧力容器の支持構造によれば、バネ部１３８，１４８を備えるブラケット１５０，１６０のこのような働きにより、外力Ｆにより圧力容器１０およびブラケット１５０，１６０が受ける荷重による衝撃を緩和することができる。
【００１３】
しかしながら、図９Ａ、図９Ｂに示す圧力容器の支持構造によれば、例えば、車両走行中のわずかな振動でもバネ部１３８，１４８が伸縮する可能性があるため、例えばバルブ１８と流体流通用の配管（図示せず）との接続箇所に繰返し応力を受けることで疲労し、強度低下の要因となり得た。また、例えば、圧力容器の下方から受ける外力Ｆが大きい場合には、バネ部１３８，１４８が損傷し、圧力容器が脱落する要因ともなり得た。
【００１４】
ところで、特許文献１には、気体燃料が充填された高圧タンクが設置された車両の高圧タンク支持構造において、前記高圧タンクが車体の後方において弾性体を介して前記車体に支持され、路面からの入力により前記車体に発生する振動に対して、前記高圧タンクおよび前記弾性体をダイナミックダンパとして構成した、車両の高圧タンク支持構造が開示されている。
【００１５】
また、特許文献２には、高圧容器における一方のネック部を剛体で構成される支持部材を介して支持するとともに、他方のネック部を高圧容器の本体部側に向けて常時付勢する弾性体で構成される支持部材を介して支持する高圧容器の支持構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００９−２５５７５９号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した特許文献１、２の技術では、例えば、路面干渉等に伴い高圧容器が下方から受けた外力に起因して高圧容器およびブラケットが受けうる荷重に関する対策が十分でない場合があり得た。
【００１８】
本発明の目的は、圧力容器が衝撃や路面干渉等の外力を受けるような環境下では、該圧力容器およびブラケットが受けうる荷重を緩衝し、負荷を軽減する一方、通常時には圧力容器を適切に保持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の構成は、以下の通りである。
【００２０】
（１）圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、基材に取り付けるための一対のブラケットとを備え、前記一対のブラケットが、基材に取り付けるための取り付け部と、前記取り付け部に対して屈曲されてなり、前記圧力容器の端部を保持するための保持部と、前記取り付け部と前記保持部とを連結し、前記圧力容器が受ける外力を緩衝するための外力緩衝部材と、をそれぞれ備える、圧力容器の支持構造。
【００２１】
（２）前記ブラケットが、少なくとも前記取り付け部および前記保持部を含み、接続部分を軸として移動可能な複数のリンク部材からなるブラケット本体部を有し、前記外力緩衝部材が、前記複数のリンク部材の移動を制限する、上記（１）に記載の圧力容器の支持構造。
【００２２】
（３）前記外力緩衝部材が、前記圧力容器が受ける外力に基づいて伸長するバネ部材を含む、上記（１）または（２）に記載の圧力容器の支持構造。
【００２３】
（４）前記外力緩衝部材が、前記バネ部材の伸長を制限する伸長制限部材をさらに含む、上記（３）に記載の圧力容器の支持構造。
【００２４】
（５）圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、車体に取り付けるための一対のブラケットとを備え、前記一対のブラケットが、前記車体の底部に取り付けるための取り付け部と、前記取り付け部に対して上方に屈曲されてなり、前記圧力容器の端部を保持するための保持部と、前記取り付け部と前記保持部とを連結し、前記圧力容器の下方から受ける外力を緩衝するための外力緩衝部材と、をそれぞれ備える、車両。
【００２５】
（６）前記ブラケットが、少なくとも前記取り付け部および前記保持部を含み、接続部分を軸として移動可能な複数のリンク部材からなるブラケット本体部を有し、前記外力緩衝部材が、前記複数のリンク部材の移動を制限する、上記（５）に記載の車両。
【００２６】
（７）前記外力緩衝部材が、前記圧力容器の下方から受ける外力に基づいて伸長するバネ部材を含む、上記（５）または（６）に記載の車両。
【００２７】
（８）前記外力緩衝部材が、前記バネ部材の伸長を制限する伸長制限部材をさらに含む、上記（７）に記載の車両。
【発明の効果】
【００２８】
圧力容器が受ける外力に起因する圧力容器およびブラケットに対する荷重を緩衝し、負荷を軽減する一方、通常時には圧力容器を適切に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の実施の形態において、圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための側面視した図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態において、圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための背面視した図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態において、車両における圧力容器の支持構造の構成の概略を説明するための背面視した要部拡大図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す圧力容器の支持構造の動作例について説明するための図である。
【図３】図２Ａの部分拡大図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態において、ブラケット本体部の構成の概略について説明するための図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施の形態において、ブラケット本体部の構成の概略について説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施の形態において、車両における圧力容器の支持構造の構成の概略を説明するための背面視した要部拡大図である。
【図５Ａ】図５の部分拡大図である。
【図６】圧力容器の構成の概略を示す部分断面図である。
【図７】圧力容器を備える車両の構成の概略を説明するための背面視した図である。
【図８】圧力容器の支持構造の一例について説明するための背面視した要部拡大図である。
【図９Ａ】圧力容器の支持構造の他の例について説明するための背面視した要部拡大図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示す圧力容器の支持構造の動作例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図１Ａ，図１Ｂは、図６に示す圧力容器１０を車両の下部または底部に搭載した車両の一例を示したものである。図１Ａは、車両を側面視した図であり、図１Ｂは、この車両を背面視した図である。なお、ここでは２つの圧力容器１０ａ，１０ｂを搭載した車両について例示しているが、これに限定されるものではなく、車両に搭載する圧力容器は１つであっても良く、また３つ以上であっても良い。
【００３２】
圧力容器１０ａ，１０ｂは、車両１００の背面２２寄り、本実施形態では後輪２４の近傍に、その長手方向が車両１００の側面方向であって、かつ水平面にほぼ平行となるように並列に配置されている。圧力容器１０ａ，１０ｂの長手方向の一方端部、より具体的には図６において口金部１６の開口部分に相当する部分には、それぞれ、電流の有無に応じて開閉するバルブ１８ａ，１８ｂが設けられている。
【００３３】
バルブ１８ａ，１８ｂとしては、例えば、内蔵するソレノイドの作用に応じて、図示しない電源からの通電によって開弁し、通電解除によって閉弁することにより、圧力容器１０ａ，１０ｂの内外の流体の流通を制御可能となるように構成された電磁弁を適用することができる。
【００３４】
図２Ａは、図１Ｂに示す圧力容器１０ａの支持構造を備える車両１００の一例について説明するための要部拡大図である。圧力容器１０ａは、一対のブラケット３０，４０を介して、車体の底部、より具体的には、例えば車両１００の前後方向に延設された一対のサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４に取り付けられている。
【００３５】
図２Ａにおいて、第１のサイドメンバ１１０ａに取り付けられたブラケット３０は、一連のリンク機構として接続された保持部材３２、取り付け部材３４および可動部材３７を含むブラケット本体部７０と、保持部材３２および取り付け部材３４を連結する外力緩衝部材３５とを含み、構成されている。また、第２のサイドメンバ１１０ｂに取り付けられたブラケット４０は、一連のリンク機構として接続された保持部材４２、取り付け部材４４および可動部材４７を含むブラケット本体部８０と、保持部材４２および取り付け部材４４を連結する外力緩衝部材４５とを含み、構成されている。
【００３６】
図２Ａに示す保持部材３２，４２は、圧力容器１０ａの軸方向の両端部分をそれぞれ保持することができるように構成されている。保持部材３２は、例えば、圧力容器１０ａのバルブ１８ａを挿入可能な開口を有することができる。このとき、保持部材３２に挿入させたバルブ１８ａを口金部（図６参照）に取り付けることにより、保持部材３２が口金部とバルブ１８ａとの間に挟みこまれ、圧力容器１０ａとブラケット３０とが固定される。一方、圧力容器１０ａの軸方向の両端部分のうち、バルブ１８ａ側とは反対側のエンド側端部を保持するためのブラケット４０の保持部材４２もまた、ブラケット３０の保持部材３２と同様の構成とすることもできるが、車載した圧力容器１０ａが容易に脱落しないように適切に保持することが可能な構成であればよく、保持部材３２，４２の形状に制限はない。
【００３７】
また、取り付け部材３４，４４には、１または複数の挿通孔（図示せず）がそれぞれ設けられている。サイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４に取り付け部１３４，１４４をそれぞれ当接させるとともに、挿通孔に挿通させたボルトまたはネジなどの締結部材３６，４６を用いて締め付けると、ブラケット３０，４０は締結部材３６，４６の頭部と車両のサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂの底面１１２，１１４との間にそれぞれ挟まれ、固定される。このようにして、圧力容器１０ａが車両の下部または底部に搭載される。
【００３８】
図２Ａに示す外力緩衝部材３５は、図３に示すように、伸縮機能を有する弾性部材であるバネ部材３５６と、バネ部材３５６の両端部分をそれぞれ固定するためのバネ固定部材３５２，３５４とを含み、構成されている。バネ固定部材３５２，３５４はそれぞれ、図２Ａに示す保持部材３２および取り付け部材３４に対し、例えばボルト、ビス、接着剤、その他の適当な固定化部材および／または固定化材料により容易に脱落しない程度に固定されており、保持部材３２および取り付け部材３４の移動が制限される。一方、図２Ａに示す外力緩衝部材４５もまた、外力緩衝部材３５とほぼ同様の構成とすることができる。そして、外力緩衝部材３５，４５は、圧力容器１０ａおよびサイドメンバ１１０ａ，１１０ｂに取り付けられたブラケット本体部７０，８０の通常時の形状をそれぞれ保持することができる。なお、バネ固定部材３５２，３５４を含む外力緩衝部材３５に代えて、バネ部材３５６の両端を、図２Ａに示す保持部材３２および取り付け部材３４に直接取り付ける構成とすることも可能である。
【００３９】
一方、ブラケット本体部７０は、図４Ａに示すように、取り付け部材３４と可動部材３７とが接続部材７２により、可動部材３７と保持部材３２とが接続部材７４により、それぞれ接続されており、接続部材７２，７４を軸として移動可能なリンク機構の一部材、つまりリンク部材として機能する。図２Ａに示すブラケット本体部８０もまた、ブラケット本体部７０と対称配置されることを除きほぼ同様の構成とすることができるため、詳細な説明は省略する。適正なバネ強度および長さを有する外力緩衝部材３５を保持部材３２および取り付け部材３４に、外力緩衝部材４５を保持部材４２および取り付け部材４４に、それぞれ取り付け、固定することにより、図２Ａに示すような形状を有するブラケット３０，４０が作製される。
【００４０】
図４Ｂに示すブラケット本体部９０は、図４Ａに示すブラケット本体部７０の変形例である。ブラケット本体部９０は、可動部材３７とは形状の異なる可動部材３９を有することを除き、図４Ａに示すブラケット本体部７０とほぼ同様の構成を有している。図示したブラケット本体部９０においては、可動部材３９の左端が取り付け部材３４の右端に当接している。このため、基材に取り付けられた取り付け部材３４に対し、可動部材３９は図示した以上時計回りには回転しないように構成されている。なお、図２Ａに示すブラケット３０，４０として適用可能なブラケット本体部の形状および／または構成は、図４Ａ、図４Ｂに例示したものに限らず、同様の機能を有するものであれば適用可能である。例えば、図４Ａに示す接続部材７２，７４に代えて丁番（蝶番）を適用し、各リンク部材を接続させてブラケット本体部とすることも可能である。
【００４１】
図２Ａに戻り、ブラケット３０，４０を用いて車両１００に取り付けられた圧力容器１０ａは、図２Ｂに示すように圧力容器１０ａの下方から外力Ｆを受けると、ブラケット本体部７０，８０のリンク機構が変形するとともに、外力緩衝部材３５，４５、より具体的にはバネ部材（図３参照）が伸長し、圧力容器１０ａが車両１００の上方に移動する。このとき、可動部材３７，４７は車両１００に対して大きく移動するにもかかわらず、圧力容器１０ａと保持部材３２，４２、サイドメンバ１１０ａ，１１０ｂと取り付け部材３４，４４、の間の相対的な位置関係はそれぞれほとんど変化しない。このため、停止時や通常走行時には圧力容器１０ａを適切に支持することができるとともに、圧力容器１０ａの下方から受けた外力Ｆに対し、圧力容器１０ａおよび配管その他の圧力容器１０ａと接続する部材ならびにブラケット３０，４０が受ける負荷を緩和することができる。このとき、保持部材３２，４２による圧力容器１０ａの保持部分、つまり図６に示す口金部１６を含む、バルブ１８ａと圧力容器１０ａ本体との接続部分が受ける荷重を、特に軽減することができる。このため、場合によっては図６に示す口金部１６を含む開口部分の外径を小さくすることができ、口金部１６の外径だけでなく、繊維強化樹脂層１４の厚みを低減させることもできる。したがって、本実施の形態によれば、圧力容器の軽量化、さらにはコスト低下にも寄与しうる。
【００４２】
また、本実施の形態によれば、外力緩衝部材３５，４５が、圧力容器１０ａの移動方向とは傾斜して配置されているため、圧力容器１０ａの移動長に対して外力緩衝部材３５，４５に設けられたバネ部材の伸長が抑制され、外力緩衝部材３５，４５が受ける負荷を低減することができる。さらに、外力緩衝部材３５，４５が、ブラケット本体部７０，８０とは別部材として構成されているため、仮に外力緩衝部材３５，４５が故障または損傷した場合であっても、ブラケット本体部７０，８０により圧力容器１０ａを適切に保持することができる。
【００４３】
図５は、図１Ｂに示す圧力容器１０ａの支持構造を備える車両の他の例について説明するための要部拡大図である。図５に示す車両２００は、外力緩衝部材３５，４５をそれぞれ有するブラケット３０，４０に代えて、外力緩衝部材５５，６５をそれぞれ有するブラケット５０，６０を備えることを除き、図２Ａに示す車両１００とほぼ同様の構成を有している。
【００４４】
図５Ａに示すように、外力緩衝部材５５は、伸縮機能を有する弾性部材であるバネ部材５５６、バネ部材５５６の両端部分をそれぞれ固定するためのバネ固定部材５５２，５５４、バネ部材５５６の伸長を制限する伸長制限部材５５８、保持部材３２に固定するための第１の固定用部材５６０、および取り付け部材３４に固定するための第２の固定用部材５６２を含み、構成されている。バネ部材５５６およびバネ固定部材５５２，５５４からなる構成は、図３に示すバネ部材３５６およびバネ固定部材３５２，３５４からなる外力緩衝部材３５とほぼ同様の構成とすることができる。バネ固定部材５５２，５５４はそれぞれ、第１の固定用部材５６０および第２の固定用部材５６２に対し、例えば接着剤その他の適当な接合材料等により容易に脱落しない程度に接着または接合その他の手法により固設されている。
【００４５】
一方、伸長制限部材５５８は、第１および第２の固定用部材５６０，５６２に対し、容易に脱落しない程度に接着または接合によりそれぞれ固設されている。なお、バネ固定部材５５２および第１の固定用部材５６０、バネ固定部材５５４および第２の固定用部材５６２の固設に代えて、バネ部材５５６の両端を、第１および第２の固定用部材５６０，５６２に直接固定する構成とすることも可能である。
【００４６】
伸長制限部材５５８は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの伸長性が乏しく、かつ、所定の程度を超える引張り力を付与することにより延伸せずに破断するような材料により構成することができる。伸長制限部材５５８の両端は、接着または接合その他の適切な方法により第１および第２の固定用部材５６０，５６２とそれぞれ固設されている。本実施の形態によれば、車両２００走行時の振動等に伴う圧力容器１０ａの上下動を抑制し、ブラケット５０，６０や圧力容器１０ａ、さらにバルブ１８ａと図示しない流体配管との接続部分が受ける応力負荷を低減させることができる一方、圧力容器１０ａが下方から外力を受けると、伸長制限部材５５８が破断して、バネ部材５５６の伸長制限機能が解除される。このため、圧力容器１０ａの下方から受けた外力に対し、圧力容器１０ａおよび配管その他の圧力容器１０ａと接続する部材ならびにブラケット５０，６０が受ける負荷を緩和することができる。このとき、保持部材３２，４２による圧力容器１０ａの保持部分、つまり図６に示す口金部１６を含む、バルブ１８ａと圧力容器１０ａ本体との接続部分が受ける荷重を、特に軽減することができる。このため、場合によっては図６に示す口金部１６を含む開口部分の外径を小さくすることができ、口金部１６の外径だけでなく、繊維強化樹脂層１４の厚みを低減させることもできる。したがって、本実施の形態によれば、圧力容器の軽量化、さらにはコスト低下にも寄与しうる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、外力緩衝部材５５，６５が、圧力容器１０ａの移動方向とは傾斜して配置されているため、圧力容器１０ａの移動長に対して外力緩衝部材５５，６５に設けられたバネ部材の伸長が抑制され、外力緩衝部材５５，６５が受ける負荷を低減することができる。さらに、外力緩衝部材５５，６５が、ブラケット本体部７０，８０とは別部材として構成されているため、仮に外力緩衝部材５５，６５が故障または損傷した場合であっても、ブラケット本体部７０，８０により圧力容器１０ａを適切に保持することができる。
【００４８】
本実施の形態において、必要に応じて、伸長制限部材５５８を所定の厚みおよび／または太さを付与させて作製することにより、伸長制限部材５５８の撓みや縮みを抑制し、伸縮制限部材としてバネ部材５５６の縮みをもあわせて制限する構成とすることも好適である。
【００４９】
本発明の実施形態の圧力容器の支持構造は、例えば車両の下部または底部に搭載する態様において適用することができる。圧力容器としては、例えば、ＦＲＰ製のものに限らず、例えば鋼鉄製のものであっても構わないが、車両に搭載する場合には好ましくはＦＲＰ製の圧力容器である。また、圧力容器に充填する流体は天然ガスや水素に限らず、例えば窒素や酸素などであってもよい。
【００５０】
また、圧力容器が外力を受けることに伴う圧力容器の移動に関し、例えば、（１）該圧力容器の端部に設けられたバルブに接続された図示しないガス配管が追従して移動可能な程度に圧力容器の移動を制限する、あるいは、（２）圧力容器の移動に追従して移動可能な継手部材を設ける、等の、圧力容器の端部に設けられたバルブに接続されたガス配管その他の部品の脱落や損傷その他の不具合を防止する機構を必要に応じて併設することも好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の実施形態の車両には、車両の下部または底部に圧力容器を搭載し得る、例えば、自動二輪車、自転車、電車等、あらゆる車両が含まれ得る。本実施形態の車両は特に、圧力容器の配置の態様によって該圧力容器の底部と路面との干渉等が起こりうる、例えば天然ガス自動車や燃料電池自動車などの自動車に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０ａ，１０ｂ 圧力容器、１２ ライナ、１４ 繊維強化樹脂層、１６ 口金部、１８，１８ａ，１８ｂ バルブ、２２ 背面、２４ 後輪、３０，４０，５０，６０，１３０，１４０，１５０，１６０ ブラケット、３２，４２ 保持部材、３４，４４ 取り付け部材、３５，４５，５５，６５ 外力緩衝部材、３６，４６，１３６，１４６ 締結部材、３７，３９，４７ 可動部材、７０，８０、９０ ブラケット本体部、７２，７４ 接続部材、１００，２００ 車両、１１０ａ，１１０ｂ サイドメンバ、１１２，１１４ 底面、１３２，１４２ 保持部、１３４，１４４ 取り付け部、１３８，１４８ バネ部、１５８，１６８ 屈曲部、３５２，３５４，５５２，５５４ バネ固定部材、３５６，５５６ バネ部材、５５８ 伸長制限部材、５６０，５６２ 固定用部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、基材に取り付けるための一対のブラケットとを備え、前記一対のブラケットが、
基材に取り付けるための取り付け部と、
前記取り付け部に対して屈曲されてなり、前記圧力容器の端部を保持するための保持部と、
前記取り付け部と前記保持部とを連結し、前記圧力容器が受ける外力を緩衝するための外力緩衝部材と、
をそれぞれ備えることを特徴とする圧力容器の支持構造。
【請求項２】
前記ブラケットが、少なくとも前記取り付け部および前記保持部を含み、接続部分を軸として移動可能な複数のリンク部材からなるブラケット本体部を有し、
前記外力緩衝部材が、前記複数のリンク部材の移動を制限することを特徴とする請求項１に記載の圧力容器の支持構造。
【請求項３】
前記外力緩衝部材が、前記圧力容器が受ける外力に基づいて伸長するバネ部材を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の圧力容器の支持構造。
【請求項４】
前記外力緩衝部材が、前記バネ部材の伸長を制限する伸長制限部材をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の圧力容器の支持構造。
【請求項５】
圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、車体に取り付けるための一対のブラケットとを備え、前記一対のブラケットが、
前記車体の底部に取り付けるための取り付け部と、
前記取り付け部に対して上方に屈曲されてなり、前記圧力容器の端部を保持するための保持部と、
前記取り付け部と前記保持部とを連結し、前記圧力容器の下方から受ける外力を緩衝するための外力緩衝部材と、
をそれぞれ備えることを特徴とする車両。
【請求項６】
前記ブラケットが、少なくとも前記取り付け部および前記保持部を含み、接続部分を軸として移動可能な複数のリンク部材からなるブラケット本体部を有し、
前記外力緩衝部材が、前記複数のリンク部材の移動を制限することを特徴とする請求項５に記載の車両。
【請求項７】
前記外力緩衝部材が、前記圧力容器の下方から受ける外力に基づいて伸長するバネ部材を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の車両。
【請求項８】
前記外力緩衝部材が、前記バネ部材の伸長を制限する伸長制限部材をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の車両。
【請求項１】
圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、基材に取り付けるための一対のブラケットとを備え、前記一対のブラケットが、
基材に取り付けるための取り付け部と、
前記取り付け部に対して屈曲されてなり、前記圧力容器の端部を保持するための保持部と、
前記取り付け部と前記保持部とを連結し、前記圧力容器が受ける外力を緩衝するための外力緩衝部材と、
をそれぞれ備えることを特徴とする圧力容器の支持構造。
【請求項２】
前記ブラケットが、少なくとも前記取り付け部および前記保持部を含み、接続部分を軸として移動可能な複数のリンク部材からなるブラケット本体部を有し、
前記外力緩衝部材が、前記複数のリンク部材の移動を制限することを特徴とする請求項１に記載の圧力容器の支持構造。
【請求項３】
前記外力緩衝部材が、前記圧力容器が受ける外力に基づいて伸長するバネ部材を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の圧力容器の支持構造。
【請求項４】
前記外力緩衝部材が、前記バネ部材の伸長を制限する伸長制限部材をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の圧力容器の支持構造。
【請求項５】
圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の両端部分をそれぞれ保持し、車体に取り付けるための一対のブラケットとを備え、前記一対のブラケットが、
前記車体の底部に取り付けるための取り付け部と、
前記取り付け部に対して上方に屈曲されてなり、前記圧力容器の端部を保持するための保持部と、
前記取り付け部と前記保持部とを連結し、前記圧力容器の下方から受ける外力を緩衝するための外力緩衝部材と、
をそれぞれ備えることを特徴とする車両。
【請求項６】
前記ブラケットが、少なくとも前記取り付け部および前記保持部を含み、接続部分を軸として移動可能な複数のリンク部材からなるブラケット本体部を有し、
前記外力緩衝部材が、前記複数のリンク部材の移動を制限することを特徴とする請求項５に記載の車両。
【請求項７】
前記外力緩衝部材が、前記圧力容器の下方から受ける外力に基づいて伸長するバネ部材を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の車両。
【請求項８】
前記外力緩衝部材が、前記バネ部材の伸長を制限する伸長制限部材をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の車両。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図５Ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図５Ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−９７８５７（Ｐ２０１２−９７８５７Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４７０７６（Ｐ２０１０−２４７０７６）
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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