JP4403548B2

JP4403548B2 - ガス燃料供給構造

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Publication number: JP4403548B2
Application number: JP2004193295A
Authority: JP
Inventors: 大作高橋
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: JP2006016986A

Description

この発明はガス燃料供給構造に係り、特に保護部材によって燃料配管とレギュレータとの連結部位を前方から覆い、保護部材で燃料配管とレギュレータとの連結部位を保護するとともに、この連結部位を車両前方のエンジンルームで前側に配設してレギュレータの搭載レイアウトの自由度を増加させるガス燃料供給構造に関するものである。

車両においては、ガス燃料である圧縮された高圧の天然ガス（「ＣＮＧ」ともいう。）を燃料とするエンジンを搭載した天然ガス自動車（「ＣＮＧ車」または「ＮＧＶ」ともいう。）がある。

この天然ガス自動車にあっては、圧縮された高圧の天然ガスを貯蔵するガス容器を、車体の車体フロアの下方等の車体下部の空間に搭載しているものがある。かかる場合に、ガス容器内のガス燃料をエンジンに供給する燃料系部品である主止弁、燃料フィルタ、レギュレータ等の部品も、車体下部に配置される。また、キャブオーバタイプの天然ガス自動車においても、燃料系部品が床下の低い位置に取り付けられている。

特開２００１−１０７８０６号公報特開２００２−２２５５７５号公報

ところで、従来のガス燃料供給構造において、天然ガス自動車は燃料である天然ガスを高圧条件のもと、ガス容器に貯蔵し、減圧弁（以下「レギュレータ」という。）まで高圧燃料配管で繋ぎ、レギュレータでエンジンに供給する設定圧力に調整した後、インジェクタによって燃料をエンジン内に噴射している。

高圧のガス燃料を供給する高圧燃料配管は、ガス容器や主止弁、燃料フィルタ、レギュレータ等の夫々の部品間を配管する際に、ステンレス製の金属配管によって連結している。

そして、金属製の高圧燃料配管を継手によって固定しているが、継手のシール性をカシメによって確保しているために、外からの力が高圧燃料配管に加わった際には、カシメ部分に隙間ができる等の不都合がある。

また、天然ガス自動車は、時に燃料の最高充填圧力を２０ＭＰａと高圧に設定しているため、僅かなシール部分の異常でも防ぐ必要がある。

追記すれば、昨今、ガソリン車において非常に機能的にレイアウトされたエンジンルーム内に、天然ガス自動車たるＣＮＧ車専用部品を追加設置することは、非常に困難な状況にある。

そのため、レギュレータを設置する上で、燃料配管の出入口の方向についても制約を受ける。

この制約の理由の１つとしては、限られた空間内にレギュレータ等を追加設定する上で、燃料配管の継手部位である燃料配管とレギュレータとの連結部位が衝突等の外力によって荷重を受けても、不具合を生じさせないようにレイアウトすることが上げられる。

よって、この発明は、高圧な燃料配管の継手部位である燃料配管とレギュレータとの連結部位において、外力が加わる方向、つまり前方から保護する保護部材を取付ブラケットに設けたものである。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、ガス燃料を貯蔵するガス容器を車体に搭載し、該ガス容器内の高圧のガス燃料を供給パイプによりレギュレータに流入させるとともに該レギュレータにより減圧してエンジンに供給するガス燃料供給構造において、車両のエンジンルームに取付ブラケットを介して前記レギュレータを配設し、該レギュレータの前側に供給パイプ接続部を設け、前記供給パイプ接続部に前記供給パイプを連結し、この燃料配管とレギュレータとの連結部位を前方から覆う保護部材を前記取付ブラケットに設け、前記保護部材に前記レギュレータ側へ延出する一対の脚部を設け、該脚部の間に前記連結部位を配設し、前記脚部にレギュレータの周面に沿って延出する延出部を設けたことを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、保護部材で燃料配管とレギュレータとの連結部位を保護することができ、この連結部位を車両のエンジンルームで前側に配設することができ、レギュレータの搭載レイアウトの自由度を増加させ得る。

上述の如く発明したことにより、取付ブラケットに設けた保護部材によって、燃料配管とレギュレータとの連結部位を前方から覆い、保護部材で燃料配管とレギュレータとの連結部位を保護し、この連結部位を車両のエンジンルームで、特に車両前方にあるエンジンルームで前側に配設してレギュレータの搭載レイアウトの自由度を増加させている。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図１２はこの発明の実施例を示すものである。図３及び図４において、２は天然ガス自動車（「ＣＮＧ車」ともいう。）、４はエンジンルーム、６は車室、８は前席、１０は後席、１２はエンジン、１４はトランスミッション、１６は前輪、１８は後輪である。

そして、前記天然ガス自動車２には、図３及び図４に示す如く、天然ガスを加圧した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を貯蔵するガス容器２０を搭載する。

このとき、このガス容器２０は、前記後席１０の下方で、車幅方向に指向し且つ車両２の前後で並んで前記車室６外に設置される前側第１、後側第２ガス容器２０−１、２０−２と、前記後席１０の後方で、車幅方向に指向し且つ前記車室６内に設置される第３ガス容器２０−３とからなる。

また、前記ガス容器２０は、ガス容器２０内の高圧のガス燃料を燃料配管２２の一部を構成する供給パイプ２４よりレギュレータ２６に流入させるとともに、このレギュレータ２６により減圧して前記エンジン１２に供給する、図３〜図５に示す如きガス燃料供給構造を有している。

このとき、図５はガス燃料供給構造を示しているが、前記ガス容器２０の前側第１、後側第２ガス容器２０−１、２０−２と第３ガス容器２０−３との間を２点鎖線で区画した理由は、前側第１、後側第２ガス容器２０−１、２０−２の２本を使用する場合と、前側第１、後側第２ガス容器２０−１、２０−２及び第３ガス容器２０−３の３本を使用する場合とがあるためであり、この実施例においては、３本使用の場合について説明する。

前記ガス燃料供給構造において、図５に示す如く、前記前側第１、後側第２ガス容器２０−１、２０−２に、第１、第２容器元弁用継手２８−１、２８−２を介して図示されない第１、第２容器元弁（「渦流防止弁付容器元弁」ともいう。）を夫々設けるとともに、前記第３ガス容器２０−３には、第３容器元弁用継手２８−３を介して図示されない第３容器元弁を設ける。

そして、第１、第２容器元弁用継手２８−１、２８−２を４ウェイ式コネクタ３０に接続して設けるとともに、第３ガス容器２０−３を３ウェイ式コネクタ３２を介して４ウェイ式コネクタ３０に接続して設ける。

更に、この４ウェイ式コネクタ３０を主止弁３４、高圧側燃料フィルタ３６に夫々接続して設け、この高圧側燃料フィルタ３６を前記供給パイプ２４によりレギュレータ２６に接続して設け、このレギュレータ２６を第１燃料ホース３８−１により低圧側燃料フィルタ４０のアダプタ４２に接続して設けるとともに、このアダプタ４２を第２燃料ホース３８−２により前記エンジン１２に取り付けられる吸気マニホルド４４のデリバリパイプ４６に接続して設ける。

このとき、デリバリパイプ４６には、燃料圧力センサ取付用ボス４８に取り付けられる燃料圧力センサ４９と燃料温度センサ５０と前記エンジン１２の図示しない気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ５２とが設けられる。

なお、符号５４は前記レギュレータ２６近傍の供給パイプ２４に並設されるリリーフパイプ、５６はレギュレータ２６と前記吸気マニホルド４４とを接続するバキュームホース、５８は入口側ヒータ配管、６０は出口側ヒータ配管、３ウェイホースの後５８ａ、６０ａは入口側冷却配管、出口側冷却配管である。

ここで、前記レギュレータ２６について説明すると、レギュレータ２６は、図６〜図１０に示す如く、中間高さ部位に大径のフランジ部６２を有する筒形状を有し、上部に前記バキュームホース５６の接続するバキュームホース接続部６４と、フランジ部６２下方の中間部に前記供給パイプ２４の接続する供給パイプ接続部６６と、前記リリーフパイプ５４の接続するリリーフパイプ接続部６８と、前記入口側冷却配管５８の接続する冷却水入口部７０と、前記出口側冷却配管６０の接続する冷却水出口部７２とを有している。

また、前記第１燃料ホース３８−１の入口側に入口側接続部材７３が設けられ、この入口側接続部材７３が取り付けられる入口取付面７４、及び後述するブラケット８２のブラケット取付面７６として前記レギュレータ２６の中間部は機能する。
尚、前記第１燃料ホース３８−１の出口側には出口側接続部材７５が設けられ、この出口側接続部材７５が取り付けられる出口取付部７７が前記アダプタ４２の前面に設けられるとともに、アダプタ４２の後面には後述するブラケット７８のアダプタ取付面８４に取り付けられるフランジ接続部７９が設けられ、アダプタ４２の上面には第２燃料ホース３８−２の入口側接続部材８１が取り付けられる入口取付部８３が設けられるとともに、アダプタ４２の下面には前記低圧側燃料フィルタ４０の低圧側燃料フィルタ取付部８５とが設けられる。

更に、前記レギュレータ２６の中間部に供給パイプ接続部６６、リリーフパイプ接続部６８、冷却水入口部７０、冷却水出口部７２を夫々設ける際に、図６〜図９に示す如く、車両前方側位置に供給パイプ接続部６６及びリリーフパイプ接続部６８を設け、車両斜め右後方側位置に冷却水入口部７０を設けるとともに、車両斜め右前方側位置に冷却水出口部７２を設け、冷却水入口部７０と冷却水出口部７２との形成位置間の前記レギュレータ２６の中間部の右側部位を前記第１燃料ホース３８−１の入口側接続部材７３が取り付けられる前記入口取付面７４とし、前記レギュレータ２６の中間部の左側部位を前記ブラケット取付面７６とする。

そして、前記天然ガス自動車２において、車両前方のエンジンルーム４に取付ブラケット７８、８２とを介して前記レギュレータ２６を配設し、該レギュレータ２６の前側に供給パイプ接続部６６を設け、前記供給パイプ接続部６６に前記供給パイプ２４を連結し、前記燃料配管２２とレギュレータ２６との連結部位を前方から覆う保護部材８０を前記取付ブラケット７８に設ける構成とする。

詳述すれば、図１及び図２に示す如く、前記天然ガス自動車２の車体側に固定される取付ブラケット７８を設け、この取付ブラケット７８には、前記レギュレータ２６のブラケット取付面７６に取り付けられるブラケット８２を介してレギュレータ２６を固定して設け、前記取付ブラケット７８によりレギュレータ２６の左側及び車両前側上方を包囲する。

このとき、取付ブラケット７８の上端部位には、前記低圧側燃料フィルタ４０を取り付ける低圧側燃料フィルタ取付部８５が設けられる。

そして、前記保護部材８０に前記レギュレータ２６側へ延出する一対の脚部８６を設け、該脚部８６の間には、図１及び図２、図１１及び図１２に夫々示す如く、前記燃料配管２２とレギュレータ２６との連結部位を配設する。

また、前記保護部材８０の脚部８６には、図１及び図２、図１１及び図１２に夫々示す如く、レギュレータ２６の周面、つまりレギュレータ２６のフランジ部６２の周面に沿って延出する延出部８８を配設する（図８の斜線部分及び図１０の太線部分参照）。

更に、前記保護部材８０の脚部８６には、図１１及び図１２に示す如く、湾曲部９０を設け、該湾曲部９０と脚部８６とを前記保護部材８０に溶接して設ける。

更にまた、前記保護部材８０を、前記取付ブラケット７８と別体に形成するとともに、取付ブラケット７８に固定する構成とする。

つまり、図１及び図２に示す如く、前記取付ブラケット７８の上部に取付ブラケット側第１係合孔部９２を設けるとともに、取付ブラケット７８の中間部に取付ブラケット側第２係合孔部９４を設け、前記保護部材８０を、図１１及び図１２に示す如く、正面視でＳ字形状とし、上部に保護部材側第１係合突部９６を設けるとともに、下部に保護部材側第２係合突部９８を設け、中間部に前記脚部８６や延出部８８、湾曲部９０を形成するものである。

そして、前記取付ブラケット側第１係合孔部９２に保護部材側第１係合突部９６を係合させるとともに、取付ブラケット側第２係合孔部９４に保護部材側第２係合突部９８を係合させ、前記保護部材８０によって前記燃料配管２２とレギュレータ２６との連結部位を車両前方から覆うものである。

また、符号１００は、前記ガス燃料供給構造の上流側で、且つ図３及び図４に示す如く、前記天然ガス自動車２の外側部位に設けられるガス燃料の充填口、１０２は充填口１００近傍に設けられる逆止弁である。

次に作用を説明する。

前記天然ガス自動車２の車体側に取付ブラケット７８を固定し、この取付ブラケット７８には、前記レギュレータ２６のブラケット取付面７６に取り付けられるブラケット８２を介してレギュレータ２６を固定し、前記取付ブラケット７８によりレギュレータ２６の左側及び車両前側上方を包囲する。

そして、前記取付ブラケット側第１係合孔部９２に保護部材側第１係合突部９６を係合させるとともに、取付ブラケット側第２係合孔部９４に保護部材側第２係合突部９８を係合させ、図１及び図２に示す如く、前記保護部材８０によって前記燃料配管２２とレギュレータ２６との連結部位を車両前方から覆う。

このとき、前記保護部材８０に前記レギュレータ２６側へ延出するように設けた一対の脚部８６の間に、図１及び図２、図１１及び図１２に夫々示す如く、前記燃料配管２２とレギュレータ２６との連結部位を位置させる。

また、前記保護部材８０の脚部８６に設けた延出部８８は、図１及び図２、図１１及び図１２に夫々示す如く、レギュレータ２６の周面、つまりレギュレータ２６のフランジ部６２の周面に沿って延出している（図８の斜線部分及び図１０の太線部分参照）。

これにより、前記燃料配管２２とレギュレータ２６との連結部位を前方から覆う保護部材８０を前記取付ブラケット７８に設ける構成としたことによって、保護部材８０で燃料配管２２とレギュレータ２６との連結部位を保護することができ、この連結部位を車両前方のエンジンルーム４で前側に配設することができ、レギュレータ２６の搭載レイアウトの自由度を増加させ得る。

また、前記保護部材８０に前記レギュレータ２６側へ延出する一対の脚部８６を設け、該脚部８６の間には、前記燃料配管２２とレギュレータ２６との連結部位を配設したことにより、脚部８６と保護部材８０で形成されるスペースに連結部材を配設することができ、車両前方からの衝突時には、まず脚部８６に荷重が加わり、このスペースに力が加わらないので、連結部位を効果的に保護することができる。

更に、前記保護部材８０の脚部８６には、レギュレータ２６の周面に沿って延出する延出部８８を設けたことにより、この延出部８８によって接触面積を確保してレギュレータ２６が受ける荷重を分散させることができ、レギュレータ２６の破損を防止することができる。

特に、前記レギュレータ２６のフランジ部６２に沿って延出部８８を配設したことにより、レギュレータ２６の最も剛性の高い部位であるフランジ部６２で過重を受けることができ、レギュレータ２６の破損をより効果的に防止することができる。

また、前記保護部材８０の脚部８６に湾曲部９０を設け、該湾曲部９０と脚部８６とを前記保護部材８０に溶接して設けたことにより、湾曲部９０によって脚部８６の剛性を更に向上させることができるとともに、脚部８６の溶接部位を確保することができるものである。

更に、前記保護部材８０を、前記取付ブラケット７８と別体に形成するとともに、取付ブラケット７８に固定する構成としたことにより、保護部材８０の形状の自由度が増すとともに、保護部材８０を天然ガス自動車２の専用部品であるレギュレータ２６の取付ブラケット７８に固定することができ、ベース車両の改造部位の減少を図ることができる。また、保護部材８０を別体とすることでブラケットを７８、８２を介してレギュレータをまず車体に固定した後接続部６６と供給パイプ２４とを組付け、その後保護部材をブラケット７８に取付けるので、組付け性を悪化させることなく、十分に剛性を有する保護部材を設けることができる。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の実施例においては、天然ガス自動車（「ＣＮＧ車」ともいう。）についてのみ説明したが、天然ガス自動車以外にも、高圧燃料配管を用いる、液化天然ガス自動車（「ＬＰＧ車」ともいう。）や液化石油ガス自動車（「ＬＰガス車」ともいう。例えばタクシー等）にも適用可能であるとともに、燃料電池車（「ＦＣＶ」ともいう。）にも応用可能であり、しかもガス燃料内燃機関車両であれば、４輪で制限されず、２輪や特機に適用することも可能である。

すなわち、ガス燃料内燃機関車両にて、高圧燃料配管を要し、レギュレータによる燃料を減圧する車両全般に応用が可能である。また、気体燃料をステンレス製などの金属製配管にて継手を介して連結する構造の車両に展開することができる。更に、燃料電池車の水素を燃料とする車両において、高圧燃料配管を要する車両にも応用可能である。

また、この発明の実施例においては、保護部材を設ける際に、レギュレータ側に延出する一対の脚部を形成する構成としたが、いずれか一方の脚部のみによって前記保護部材を形成する特別構成とすることも可能である。

更に、この発明の実施例においては、保護部材とこの保護部材に形成される脚部や延出部、湾曲部を別体に形成するとともに、保護部材に溶接にて固定する構成としたが、保護部材と脚部や延出部、湾曲部とを一体的に成形する特別構成とすることも可能である。

すなわち、板状の保護部材から脚部や延出部、湾曲部を切り出し、レギュレータ側に延出させて脚部や延出部、湾曲部を形成するものである。

そして、前記保護部材から切り出し、レギュレータ側に延出させて一対の脚部を形成する際に、延出角度を調整すれば、延出先端部位間の距離を任意に設定することが可能となり、保護部材の剛性を勘案しつつ、レギュレータのレイアウトにも配慮した保護部材とすることができる。

この発明の実施例を示す燃料配管とレギュレータとの連結部位を前方から覆った保護部材の概略平面図である。燃料配管とレギュレータとの連結部位を前方から覆った保護部材の概略正面図である。天然ガス自動車の概略平面図である。天然ガス自動車の概略左側面図である。ガス燃料配管構造の接続状態を示す概略斜視図である。レギュレータの正面図である。レギュレータの底面図である。レギュレータの右側面図である。レギュレータの背面図である。レギュレータの概略平面図である。保護部材の背面図である。レギュレータのフランジ部に保護部材を配設した状態の概略拡大説明図である。

符号の説明

２天然ガス自動車（「ＣＮＧ車」ともいう。）
４エンジンルーム
６車室
１２エンジン
１４トランスミッション
２０ガス容器
２０−１前側第１ガス容器
２０−２後側第２ガス容器
２０−３第３ガス容器
２２燃料配管
２４供給パイプ
２６レギュレータ
２８−１第１容器元弁用継手
２８−２第２容器元弁用継手
２８−３第３容器元弁用継手
３０４ウェイ式コネクタ
３２３ウェイ式コネクタ
３４主止弁
３６高圧側燃料フィルタ
３８−１第１燃料ホース
３８−２第２燃料ホース
４０低圧側燃料フィルタ
４２アダプタ
４４吸気マニホルド
４６デリバリパイプ
４８燃料圧力センサ取付用ボス
４９燃料圧力センサ
５０燃料温度センサ
５２インジェクタ
５４リリーフパイプ
５６バキュームホース
５８入口側ヒータ配管
５８ａ入口側冷却配管
６０出口側ヒータ配管
６０ａ出口側冷却配管
６２フランジ部
６４バキュームホース接続部
６６供給パイプ接続部
６８リリーフパイプ接続部
７０冷却水入口部
７２冷却水出口部
７３入口側接続部材
７４入口取付面
７５出口側接続部材
７６ブラケット取付面
７７出口取付部
７８取付ブラケット
７９フランジ接続部
８０保護部材
８１入口側接続部材
８２ブラケット
８３入口取付部
８４アダプタ取付面
８５低圧側燃料フィルタ取付部
８６脚部
８８延出部
９０湾曲部
９２取付ブラケット側第１係合孔部
９４取付ブラケット側第２係合孔部
９６保護部材側第１係合突部
９８保護部材側第２係合突部
１００充填口
１０２逆止弁

Claims

ガス燃料を貯蔵するガス容器を車体に搭載し、該ガス容器内の高圧のガス燃料を供給パイプによりレギュレータに流入させるとともに該レギュレータにより減圧してエンジンに供給するガス燃料供給構造において、車両のエンジンルームに取付ブラケットを介して前記レギュレータを配設し、該レギュレータの前側に供給パイプ接続部を設け、前記供給パイプ接続部に前記供給パイプを連結し、この燃料配管とレギュレータとの連結部位を前方から覆う保護部材を前記取付ブラケットに設け、前記保護部材に前記レギュレータ側へ延出する一対の脚部を設け、該脚部の間に前記連結部位を配設し、前記脚部にレギュレータの周面に沿って延出する延出部を設けたことを特徴とするガス燃料供給構造。
前記レギュレータにフランジ部を設け、該フランジ部に沿って前記延出部を配設することを特徴とする請求項１に記載のガス燃料供給構造。