JP3798333B2 - 水素センサ取付構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素タンクに近接して水素センサを取り付ける水素センサ取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池スタックを搭載し、燃料電池スタックによって発電した電力で電動モータを駆動し車輪を回転させて走行する燃料電池車に関する技術として、本出願人は、先の出願を行っている(特願2001−258698)。この出願には、水素タンクの外周部に巻回される複数のバンドで水素タンクを車体フレームに固定する構造が記載されている。ところで、この種の燃料電池車においては、水素タンクに近接して水素センサを配置するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した水素センサを車両の衝突時においても保護するために、この水素センサを別途の剛性の高い保護ケース等で保護することを考えたが、このように構成すると部品点数が多くなりコスト増になってしまうという問題の発生が予想された。
【0004】
したがって、本発明は、部品点数を増大させることなく低コストで水素センサを車両の衝突時において保護することができる水素センサ取付構造の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載の水素センサ取付構造は、車体の後部に設けられる水素タンク(例えば実施の形態における水素タンク11a)を外周部に巻回される複数のバンド(例えば実施の形態におけるバンド16)で車体フレーム(例えば実施の形態におけるサブフレーム12)に固定するとともに、前記複数のバンドの締結部(例えば実施の形態における締結部21)を互いに位相を合わせた状態で前記水素タンクの前側に設け、前記締結部の前側に該締結部に近接するように、車体側の段差部(例えば実施の形態における段差部51)に傾斜させてブラケット(例えば実施の形態におけるブラケット52)を設けてなり、該ブラケットには、該ブラケットと前記水素タンクとの隙間であって前記複数のバンドの締結部同士の間位置に、前記水素タンクに対向して水素センサ(例えば実施の形態における水素センサ55)が傾斜面部(例えば実施の形態における傾斜面部53)に取り付けられていて、前記締結部は、前記水素タンクの外側へ突出する、ボルト締結される締結板部(例えば実施の形態における締結板部37)を前記ブラケットに向けて前記水素センサより低く設け、前記締結部は、前記ブラケットより剛性が高いことを特徴としている。
【0006】
これにより、車両の衝突時において水素タンクが車体側に近接するように移動する場合に、締結部が車体側に当接すると、この締結部が水素タンクと車体との間に介在してこれらの当接を防止し、これらの間に空間を確保することになる。よって、複数の締結部の間位置に配置された水素センサは、この空間に位置することになり、水素タンクと車体とで挟まれて破損することが防止される。このように、水素タンクの車体フレームへの取付用のバンドの締結部によって水素センサを保護する構造であるため、保護専用の部材が不要となる。
【0008】
また、後方からの車両の衝突時において水素タンクが前方に移動して車体側の段差部に傾斜して設けられたブラケットに近接するように移動する場合に、水素タンクの前側に設けられた締結部が車体側のブラケットに当接し、この締結部が水素タンクとブラケットとの間に介在してこれらの当接を防止し、これらの間に空間を確保することになる。よって、複数の締結部の間位置に配置された水素センサは、この空間に位置することになり、水素タンクと車体とで挟まれて破損することが防止される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の水素センサ取付構造を図面を参照して以下に説明する。本実施形態の水素センサ取付構造は、燃料電池車の車体後部構造に適用されるもので、この車体後部構造は、本出願人が先に出願を行っている「特願2001−258698」に記載されたものとほぼ同様のものである。
【0010】
すなわち、図1に示すように、燃料電池車には、燃料電池に供給するための水素を蓄える略円筒状の複数具体的には二つの水素タンク11a,11bが、車体12の後部の下部具体的には図示せぬリアシートの下側となる床下位置に設けられている。これら水素タンク11a,11bは、図2に示すように、それぞれ、車幅方向に軸線を配置し、互いに車幅方向および高さ方向の位置を合わせ、車体前後方向に位置をずらした状態で、枠状のサブフレーム12に左右のサスペンション部材13とともに予め取り付けられ、この状態でサブフレーム12とともに車体メインフレーム14に固定される。
【0011】
水素タンク11a,11bには、それぞれの外径側の外周部にバンド16が巻回されており、このバンド16の一部がサブフレーム12に固定されることによって、水素タンク11a,11bはサブフレーム12に固定される。水素タンク11a,11bには、それぞれに対し軸線方向に位置をずらして複数具体的には二本のバンド16が巻回されている。
【0012】
ここで、前後の水素タンク11a,11bに巻回されるバンド16は、ほぼ同様の構成となっているため、車体前側の水素タンク11aに巻回されるバンド16について図3および図4を参照してさらに説明する。
【0013】
水素タンク11aに巻回されるバンド16は、長さ方向に複数具体的には二つの長さの異なるバンド部材18,19に分割された形状をなしており、各バンド部材18,19の端部同士を締結部20,21によって連結させることで一つのバンド16とされる。
【0014】
図4に示すように、一方のバンド部材18の一端部と他方のバンド部材19の一端部とを連結させる締結部20は、一方のバンド部材18の一端部に固定される略L字型のステー23と、他方のバンド部材19の一端部に固定される略L字型のステー24と、これらステー23,24同士を連結させる締結具25とを有している。
【0015】
両ステー23,24は、ともに、固定板部26と、この固定板部26に対しほぼ直交する方向に延出する締結板部27と、固定板部26および締結板部27の連続する端縁部同士を連結させるこれら固定板部26および締結板部27に対し直交する一対のリブ板部28と、締結板部27の固定板部26に対し反対側に固定されたナット部材29とを有しており、ステー23は一方のバンド部材18の一端部に先端側に締結板部27を配置した状態で固定され、ステー24は他方のバンド部材19の一端部に先端側に締結板部27を配置した状態で固定されている。
【0016】
締結具25は、ボルト部材31およびナット部材32を有している。
そして、締結具25は、両ステー23,24の対向する両締結板部27のナット部材29にボルト部材31を螺合させて締め付けることでボルト部材31の頭部30とステー24のナット部材29とでステー24を固定するとともに、このボルト部材31にナット部材32を螺合させ締め付けることでナット部材32とステー23のナット部材29とでステー23を固定することになる。その結果、締結具25は、両ステー23,24の対向する両締結板部27同士の相対移動を規制し、一方のバンド部材18の一端部と他方のバンド部材19の一端部とを連結させる。
【0017】
一方のバンド部材18の他端部と他方のバンド部材19の他端部とを連結させる締結部21は、一方のバンド部材18の他端部に固定される略L字型のステー33と、他方のバンド部材19の他端部に固定される略L字型のステー34と、これらステー33,34同士を連結させる締結具35とを有している。
【0018】
両ステー33,34は、ともに、固定板部36と、この固定板部36に対しほぼ直交する方向に延出する形状の締結板部37と、固定板部36および締結板部37の連続する端縁部同士を連結させるこれら固定板部36および締結板部37に対し直交する一対のリブ板部38とを有しており、ステー33は一方のバンド部材18の他端部に先端側に締結板部37を配置した状態で固定され、ステー34は他方のバンド部材19の他端部に先端側に締結板部37を配置した状態で固定されている。
【0019】
締結具35は、ボルト40、ナット41、座金42およびスプリング43を有している。
そして、締結具35は、ボルト40に座金42およびスプリング43を設けた状態で、両ステー33,34の対向する両締結板部37にボルト40を挿通させた後、このボルト40にナット41を螺合させ締め付けることで、ボルト40の頭部44、座金42およびスプリング43と、ナット41とで両ステー33,34の対向する両締結板部37同士の離間を規制し、その結果、一方のバンド部材18の他端部と他方のバンド部材19の他端部とを連結させる。このとき、締結具35はスプリング43の付勢力で両締結板部37同士を近接する方向に付勢する。
【0020】
そして、車体前側の水素タンク11aにおいては、長さの長いバンド部材18を水素タンク11aの下側に巻き付けるとともにこのバンド部材18の中間位置に固定されたステー46をサブフレーム12に固定する一方、長さの短いバンド部材19を水素タンク11aの上側に巻き付けて、締結部20を締結し、締結部21を締結する。これに合わせて必要により他の固定機構等を用いることで、水素タンク11aがサブフレーム12に固定される。また、同様にして車体後側の水素タンク11bもサブフレーム12に固定される。そして、サスペンション部材13とともにサブフレーム12に固定された状態の水素タンク11a,11bがサブフレーム12とともに車体メインフレーム14に固定される。
【0021】
このとき、車体前側の水素タンク11aに設けられた両バンド16は、スプリング43を有する締結部21を水素タンク11aの前側の上部に位置させるとともに、スプリングを持たない締結部20を水素タンク11aの後側の上部に位置させることになり、このようにして水素タンク11aに設けられた両バンド16は、互いの締結部20同士の位相(水素タンク11aの中心軸線回りの位相)を合わせるとともに互いの締結部21同士の位相(水素タンク11aの中心軸線回りの位相)を合わせている。しかも、両締結部21はスプリング43を上方かつ斜め後方に突出させる姿勢となっている。
【0022】
そして、水素タンク11aに設けられた両側のバンド16の車体前側の締結部21を覆うように、リアフロア50の車体前側の段差部51が配置されることになる。このリアフロア50の段差部51の水素タンク11a側には、さらにブラケット52が取り付けられることになる。このブラケット52の車幅方向の中間所定範囲には、上方に位置するほど後方に位置するように傾斜する傾斜面部53が形成されており、この傾斜面部53は、水素タンク11aの両側のバンド16の締結具35の前側かつ上側にこの締結具35のスプリング43に沿いかつ近接するように配置されている。
【0023】
本実施形態において、上記したブラケット52の傾斜面部53には水素タンク11aに対向して水素センサ55が取り付けられている。この水素センサ55は、被検出ガスである水素が白金等の触媒に接触した際に燃焼する熱を利用し、水素の燃焼により高温となった検出素子と雰囲気温度下の温度補償素子との間に電気抵抗の差が生じることを利用して水素ガスを検出するもので、図5に示すように、両外側に突出するフランジ部56を有し両フランジ部56間の中央にガス検知部57を有するボディ部58と、ブラケット52に取り付けられる図示せぬソケットに嵌合することで車体側の配線と電気的に接続するコネクタ部59とを有している。
【0024】
ブラケット52の傾斜面部53の水素センサ取付位置には、上下に離間して一対のボルト部材61が水素タンク11a側に突出するように固定されており、水素センサ55は、これらボルト部材61を両フランジ部56に形成された図示せぬ取付穴に挿通させた後、これらボルト部材61にナット部材62を螺合させることによって、ブラケット52の傾斜面部53に取り付けられる。
【0025】
このようにして、ブラケット52に取り付けられた状態で水素センサ55は、図4に示すように、そのガス検知部57を水素タンク11aに対向させるように斜め下方に向けた状態でブラケット52と水素タンク11aとの隙間に配置される。ここで、水素センサ55は、図3に示すように、車体における車幅方向の中央位置に設けられ、その結果、水素タンク11aの両バンド16の締結部21同士の間位置に配置されている。そして、水素タンク11aがブラケット52に近接するように前方に相対移動したとき、水素タンク11aがブラケット52に当接する前に、水素タンク11aよりも外径側に突出する両側のバンド16の締結部21がブラケット52に当接し、その結果、ブラケット52と両側の締結部21と水素タンク11aとの間に空間が確保される。そして、この空間に水素センサ55が全体として収まるように傾斜面部53における所定位置に水素センサ55が取り付けられている。
【0026】
以上に述べた本実施形態の水素センサ取付構造によれば、後方からの車両の衝突時においてサブフレーム12とともに車体前側の水素タンク11aが車体側のブラケット52に近接するように前方に移動する場合に、水素タンク11aの締結部21がブラケット52に当接すると、この締結部21が水素タンク11aとブラケット52との間に介在してこれらの当接を防止し、これらの間に空間を確保することになる(勿論、締結部21の剛性はブラケット52の剛性より高く設定されている)。よって、両締結部21の間位置に配置された水素センサ55は、この空間に位置することになり、水素タンク11aとブラケット52とで挟まれて破損することが防止される。このように、水素タンク11aのサブフレーム12への取付用のバンド16の締結部21によって水素センサ55を保護する構造であるため、保護専用の部材が不要となる。したがって、部品点数を増大させることなく低コストで水素センサ55を車両の衝突時において保護することができる。
【0027】
しかも、水素タンク11aの前側に締結部21が設けられ、水素タンク11aの前側に対向するブラケット52に水素センサ55が取り付けられているため、水素タンク11aが車体の後部に設けられ、後方からの車両の衝突による影響が最も大きい場合に、水素センサ55を最も効果的に保護することができる。
【0028】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1記載の水素センサ取付構造によれば、車両の衝突時において水素タンクが車体側に近接するように移動する場合に、締結部が車体側に当接すると、この締結部が水素タンクと車体との間に介在してこれらの当接を防止し、これらの間に空間を確保することになる。よって、複数の締結部の間位置に配置された水素センサは、この空間に位置することになり、水素タンクと車体とで挟まれて破損することが防止される。このように、水素タンクの車体フレームへの取付用のバンドの締結部によって水素センサを保護する構造であるため、保護専用の部材が不要となる。したがって、部品点数を増大させることなく低コストで水素センサを車両の衝突時において保護することができる。
【0029】
また、後方からの車両の衝突時において水素タンクが前方に移動して車体側に近接するように移動する場合に、水素タンクの前側に設けられた締結部が車体側に当接し、この締結部が水素タンクと車体との間に介在してこれらの当接を防止し、これらの間に空間を確保することになる。よって、複数の締結部の間位置に配置された水素センサは、この空間に位置することになり、水素タンクと車体とで挟まれて破損することが防止される。したがって、水素タンクが車体の後部に設けられていて、後方からの車両の衝突による影響が最も大きい場合に、水素センサを最も効果的に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の水素センサ取付構造が適用される燃料電池車の車体後部構造を示す斜視図である。
【図2】 本発明の一実施形態の水素センサ取付構造が適用される燃料電池車の車体後部構造を示す分解斜視図である。
【図3】 本発明の一実施形態の水素センサ取付構造を示す斜視図である。
【図4】 本発明の一実施形態の水素センサ取付構造を示す側断面図である。
【図5】 本発明の一実施形態の水素センサ取付構造を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
11a 水素タンク
12 サブフレーム(車体フレーム)
16 バンド
21 締結部
55 水素センサ
Claims (1)
- 車体の後部に設けられる水素タンクを外周部に巻回される複数のバンドで車体フレームに固定するとともに、
前記複数のバンドの締結部を互いに位相を合わせた状態で前記水素タンクの前側に設け、
前記締結部の前側に該締結部に近接するように、車体側の段差部に傾斜させてブラケットを設けてなり、
該ブラケットには、該ブラケットと前記水素タンクとの隙間であって前記複数のバンドの締結部同士の間位置に、前記水素タンクに対向して水素センサが傾斜面部に取り付けられていて、
前記締結部は、前記水素タンクの外側へ突出する、ボルト締結される締結板部を前記ブラケットに向けて前記水素センサより低く設け、
前記締結部は、前記ブラケットより剛性が高いことを特徴とする水素センサ取付構造。
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