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JP-2026515009-A - 高圧ガス収容のためのタンクの改良型固定装置

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Abstract

本発明は、自動車両用の高圧ガスを収容するためのタンク（２０）の固定装置（３０）に関する。装置は、切り抜かれ、折り曲げられた単一の薄板要素からなる支持部（３２）であって、薄板の中央部に設けられた切抜き部の縁部によって境界を画定されており高圧ガスタンクの端部ネックを受けるように構成された受入れゾーン（３４）と、薄板の折曲げによって得られる対向する２つの補強壁（４２）であって、タンク（２０）がそれに沿って延びる軸（Ｘ）を横断する平面にほぼ沿って広がる２つの補強壁（４２）を備える本体（４０）とを有する支持部（３２）を備える。固定装置はさらに、支持部（３２）に固定された保持フランジ（５０）であって、タンク（２０）の端部ネックを受けるように構成された通過開口部（５２）の境界を受入れゾーンとの間に画定する保持フランジ（５０）を備える。

Inventors

  • クロエ・マルシャル
  • セバスチャン・ドール
  • エロイーズ・ロラン
  • ヤン・ブーラン

Assignees

  • プラスチック・オムニウム・ニュー・エナジーズ・フランス

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240426
Priority Date
20230428

Claims (15)

  1. 自動車両用の高圧ガスを収容するためのタンク（２０）の固定装置（３０）であって、 － 切り抜かれ、折り曲げられた単一の薄板要素（３２Ｓ）からなる支持部（３２）であって、前記薄板（３２Ｓ）の中央部に設けられた切抜き部（３６）の縁部（３８）によって境界を画定されており高圧ガスタンクの端部ネック（２４）を受けるように構成された受入れゾーン（３４）と、前記薄板（３２Ｓ）の折曲げによって得られる対向する２つの補強壁（４２）であって、前記タンク（２０）がそれに沿って延びる軸（Ｘ）と直交する平面にほぼ沿って広がる２つの補強壁（４２）を備える本体（４０）とを有する支持部（３２）と、 － 前記支持部（３２）に固定された保持フランジ（５０）であって、前記タンク（２０）の前記端部ネック（２４）を受けるように構成された通過開口部（５２）の境界を前記受入れゾーン（３４）との間に画定する保持フランジ（５０）と を備えることを特徴とする固定装置（３０）。
  2. 前記補強壁（４２）が、前記保持フランジ（５０）の前記本体（４０）への固定手段（５７）を受けるための前記保持フランジ（５０）の受入れ壁（４６）によって互いに連結される、請求項１に記載の固定装置（３０）。
  3. 前記通過開口部（５２）が、前記タンク（２０）の前記端部ネック（２４）を受けるように構成されたポリマー材料製などの環状受け要素（６０）を備える、請求項１または２に記載の固定装置（３０）。
  4. 前記保持フランジ（５０）が、切り抜かれ折り曲げられた単一の薄板要素からなる、請求項１から３のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  5. 前記補強壁（４２）が互いにほぼ平行である、請求項１から４のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  6. 前記本体（４０）が、前記薄板（３２Ｓ）の折曲げによって得られる第１の対の補強脚（７０）であって、前記２つの補強壁（４２）によって境界を画定される容積の一部を閉じるように補強壁（４２）の自由端を連結する補強脚（７０）をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  7. 前記本体（４０）が、前記薄板（３２Ｓ）の折曲げによって得られる第２の対の補強脚（７２）であって、前記２つの補強壁（４２）によって境界を画定される容積の一部を閉じるように補強壁（４２）の対向する面をそれぞれ連結する補強脚（７２）をさらに備え、前記第２の対の補強脚（７２）は、前記第１の対の補強脚（７０）と各々２つずつが対向する、請求項１から６のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  8. 前記補強脚（７０、７２）が互いにほぼ平行である、請求項６または７に記載の固定装置（３０）。
  9. 前記補強脚（７０、７２）が前記補強壁（４２）に対してほぼ垂直に延びる、請求項６から８のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  10. 前記本体（４０）が、前記薄板（３２Ｓ）の折曲げによって得られる少なくとも１つの舌状補強部品（７４）であって、前記薄板（３２Ｓ）に設けられた前記切抜き部（３６）の縁部（３８）の対向する２つのセグメント（３８Ｃ）を連結して２つの補強壁（４２）および前記受入れゾーン（３４）によって境界が画定される容積の一部を閉じる舌状補強部品（７４）をさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  11. 前記本体（４０）が、前記自動車両の固定用クロスメンバ（２６）への前記固定装置（３０）の固定手段（８０）を受けるための少なくとも１つの固定穴（７８）をもつ固定座（７６）をさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  12. 前記固定座（７６）が、前記第１の対の補強脚（７０）の延長部分の折曲げ、好ましくは９０°の折曲げによって得られる、請求項６から１０のいずれか一項と請求項１１とを組み合わせた固定装置（３０）。
  13. 前記支持壁（４２）が、前記自動車両の固定用クロスメンバ（２６）を互いの間に受けるように構成された、請求項１から１２のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  14. 前記２つの補強壁（４２）のうち少なくとも１つが、前記自動車両の固定用クロスメンバ（２６）への前記固定装置（３０）の固定手段を受けるための少なくとも１つの固定穴（４４）を備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の固定装置（３０）。
  15. 自動車両用の高圧ガスを収容するためのタンク（２０）であって、請求項１から１４のいずれか一項に記載の固定装置（３０）を備えることを特徴とするタンク（２０）。

Description

本発明は、高圧ガスを収容するためのタンク、特に自動車両に装備されるタンクに関する。本発明は、より詳細には、高圧ガスを収容するためのタンクの固定装置に関する。ここで対象とするガスは、たとえば天然ガス、バイオガス、液化石油ガス、水素であるが、それだけに限らない。 上述のタンクの様々な機能としては、 － 高圧ガスを収容する、すなわち、ガスの圧力によってかかる力に機械的に耐えること、 － 外部に対する封止を果たすこと、 － タンクの長手方向端に取り付けられた電磁弁を用いて高圧ガスを充填すること、 － その同じ電磁弁を用いて高圧ガスを供給すること、 － 支持構造に固定されること、 － 輸送時および使用時の条件に耐えること、 － 周囲の外部環境からの有害な機械的、熱的作用に耐えること、 － タンクの製造条件に耐えること が挙げられる。 これらのタンクは、固定式または移動式のあらゆる機材（道路車両、鉄道車両、海洋車両、航空車両、宇宙車両）に取り付けることができる。高圧ガスタンクは、金属材料によって、また、最近になってからは、重量面での利得や安全面での理由から複合材料によって製造されている。 タンクが自動車両に装備される場合、電磁弁その他、中のガスを供給することができる装置を取り付けることができるタンクの端部ネックを介してクロスメンバなどの要素に取り付けられるのが一般的である。そのため、端部ネックをクロスメンバに連結するためのタンク取付け装置が用意されている。 従来技術における固定装置はしばしば金属の中実ブロックによって形成されおり、特にタンクの長手方向軸方向の車両衝突時に優れた強度をもたらしている。その一方で、そうした固定装置は、重く、固定装置とタンクの端部ネックとの間の遊びの調整を難しくするという欠点をもつ。 文献国際公開第２０２１／１５１６８４号からは、半円の舌状体およびタンクのネックを受けるアングル材などを備える固定装置によって自動車両のフレームに保持される水素タンクが知られている。アングル材は、フレームに溶接されたブロック要素にネジで固定される。そうした固定装置は、タンクとの間に満足な連結が得られるだけの精度でアングル材を製作することが難しく、それは、タンクのネックを受ける受入れゾーンが薄板の折曲げによってのみ規定されるものであるなどの理由による。 また、文献米国特許出願公開第２０１９／０９２８２７号明細書でも、高圧タンク、特に車両用高圧タンクのネックを固定するための固定要素が知られている。この固定装置は、開口レベルでタンクのネックに固定される取付金物のほか、ネックと開口部との間に配置される保持要素を備えている。このような固定装置は、車両の衝突時、とりわけタンクの長手軸方向の衝突の際の強度が低いという欠点をもつ。また、この固定装置におけるタンクのネックの位置決めも難しい。 さらに、文献独国特許出願公開第１０２０１８１２２４３９号明細書によっても、高圧タンク、とりわけ自動車両のための高圧水素タンクが知られている。タンクは、クロスメンバにネジ止めされたスペーサによって延長された少なくとも１つの連結プレートによって車体に固定される。このような固定装置も、車両の衝突時、特にタンク長手軸方向の衝突の際の強度が低いばかりでなく、この固定装置におけるタンクのネックの位置決めも実現が難しいという欠点をもつ。 また、文献中国特許出願公開第１０７１２０５２９号明細書、米国特許出願公開第２０２０２４８８７４号明細書、米国特許出願公開第２００４０７５０３４号明細書、米国特許第８９１５６８２号明細書および韓国公開特許第２０１８０１１７９６８号明細書からも、自動車両用の高圧ガスを収容するためのタンクの固定装置であって、受入れゾーンと保持フランジとを備え、その受入れゾーンと保持フランジが、タンクの端部ネックを受けるように構成された通過開口部をその間に画定する固定装置が知られている。 国際公開第２０２１／１５１６８４号米国特許出願公開第２０１９／０９２８２７号明細書独国特許出願公開第１０２０１８１２２４３９号明細書中国特許出願公開第１０７１２０５２９号明細書米国特許出願公開第２０２０２４８８７４号明細書米国特許出願公開第２００４０７５０３４号明細書米国特許第８９１５６８２号明細書韓国公開特許第２０１８０１１７９６８号明細書 本発明の第１の実施形態による、自動車両のクロスメンバに固定される自動車両への固定装置を備える高圧ガス収容のためのタンクの斜視図である。図１の固定装置の斜視図である。図１の固定装置の支持部の斜視図である。図３の支持部の下面図である。図３の支持部が製作された元の薄板の側面図である。図１の固定装置の保持フランジの斜視図である。図１の固定装置の環状受け要素の斜視図である。本発明の第２の実施形態による、自動車両のクロスメンバに固定される自動車両への固定装置の斜視図である。図８の固定装置の支持部の斜視図である。図９の支持部の下面図である。図８の支持部が製作された元の薄板の側面図である。本発明の第３の実施形態による、自動車両への固定装置であって、環状受け要素がない状態の固定装置の斜視図である。環状受け要素がある状態の図１２の自動車両への固定装置の斜視図である。 本発明の第１の実施形態による固定装置３０を備える高圧ガスを収容するためのタンク２０を図１に示した。タンク２０は、ここでは、図１から図４および図８から図１０に示された正規直交枠ＸＹＺの長手方向軸Ｘに沿って延びる円筒形もしくは管状の全体形状、またはシリンダ２２の中心部を有している。 タンク２０はそのシリンダ２２の長手方向端の各々に端部ネック２４を備える。端部ネック２４はここでは円筒形または管状で、シリンダ２２から突き出しており、そのため、その横断面（平面ＹＺと平行な断面）は円形である。端部ネック２４は、端部ネック２４を通してガスをタンク２０の外に供給できる、たとえば電磁弁（英語で「ｏｎ ｔａｎｋ ｖａｌｖｅ（オンタンクバルブ）」）のような機能要素に接続することができる。 タンク２０は自動車両に搭載するものであるが、ここではその車両の２つの固定用クロスメンバ２６だけが図１、図２および図８に示されている。固定用クロスメンバ２６はタンク２０を車両のそれ以外のセクションに連結し、固定することができる。 固定用クロスメンバ２６は細長の要素であり、ここでは長方形の横断面をもち、タンクの長手方向軸Ｘに対して垂直をなす軸Ｙに対してはほぼ平行に延びる中空の梁である。 図示されていない変形形態では、固定用クロスメンバ２６は、円形など、異なる形の横断面をもち、そのために全体に円筒形または管状の形状をなす。 タンク２０は、固定用クロスメンバ２６の長手方向端の各々でそれぞれの端部ネック２４を介して固定される。 そのため、各々の端部ネック２４は、タンク２０を固定用クロスメンバ２６に連結して固定する固定装置３０によって受け入れられる。 図２にさらに詳しく示された固定装置３０は、構造体の軽量化を目的として、切り抜かれ、折り曲げられた単一要素の薄板３２Ｓ（英語で「ｓｈｅｅｔ ｍｅｔａｌ（シートメタル）」）からなる支持部３２を備えている。折曲げ前の薄板要素３２Ｓは図５に示されている。この図には折曲げ線３３などが示されている。 固定装置３０の支持部３２は、薄板３２Ｓの中央部に設けられた切抜き部３６の縁部３８によって境界が画定される受入れゾーン３４をもつ。 図示した例では、切抜き部３６はほぼ楕円形で、より詳細にはカッシーニの楕円の形をなす。より正確には、切抜き部３６は、平行な直線状の連続した縁部３８Ｒに切り分けられ、それぞれの自由端で半円形の縁部３８Ｃによって連結された連続した縁部３８を備える。 この第１の実施形態では、薄板３２Ｓは切抜き部３６の水平な対称軸を通る水平軸であって、直線状の縁部３８Ｒの中間を通る水平軸に関して対称である。薄板３２Ｓは、切抜き部３６の鉛直方向の対称軸を通る鉛直中央軸に関しても対称形をなす。 受入れゾーン３４は高圧ガスタンクの端部ネック２４を受けるように構成される。好ましくは、受入れゾーン３４を形成する切抜き部の縁部３８は、その縁部３８が受け入れるタンクの端部ネック２４の形状の補完的形状をなす。 本発明のこの第１の実施形態では、受入れゾーン３４は、より詳細には、端部ネック２４を受ける半円形の縁部３８Ｃによって形成される。その半円形の形状は端部ネック２４の円形の形状を補完するものとなるように選択されている。 図３および図４でさらに詳細に見ることができるように、支持部３２は、薄板３２Ｓの折曲げによって得られる対向する２つの補強壁４２をもつ本体４０をさらに備える。 補強壁４２は、タンクがそれに沿って延びる長手方向軸Ｘと直交する平面、すなわち図中の平面ＹＺと平行な平面、にほぼ沿って広がる。 図示されている例では、固定装置３０の製造、特に薄板３２Ｓの折曲げを簡易化するため、補強壁４２は互いにほぼ平行をなしている。より詳細には、補強壁４２は、平面ＹＺと平行な正中面に関して対称形をなす。 図２から図４までに示す例では、各々の補強壁４２は、ほぼ平坦な切抜き部３６が設けられた上部セクション４２Ｔ（英語で「ｔｏｐ ｓｅｃｔｉｏｎ（トップセクション）」）を備えている。 この上部セクション４２Ｔは、固定用クロスメンバ２６から離れるように、上部セクション４２Ｔに対して斜向したほぼ平坦な中間セクション４２Ｍによって切抜き部３６と反対側に延びる。 実際、この第１の実施形態では、支持壁４２は、固定用クロスメンバ２６を互いの間に受けるように構成されている。また、上部セクション４２Ｔの間隔は固定用クロスメンバ２６の幅よりも小さく、中間セクション４２Ｍは固定用クロスメンバ２６から離れるように広がる必要がある。 換言すれば、中間セクション４２Ｍは、固定装置３０の固定先である固定用クロスメンバ２６に支持部３２がまたがることができるようにする。そのため、各々の補強壁４２の中間セクション４２Ｍはそれぞれ反対方向に延び、つまり、互いに広がる。 各々の中間セクション４２Ｍは、支持壁４２の自由端をもつほぼ平坦な下部セクション４２Ｂ（英語で「ｂｏｔｔｏｍ ｓｅｃｔｉｏｎ（ボトムセクション）」）によって切抜き部３６と反対に延びる。 下部セクション４２Ｂは、より詳細には、固定用クロスメンバ２６の前面壁２６Ｆと平行をなす。つまり、固定用クロスメンバ２６の前面壁２６Ｆは平面ＹＺと平行な平面内に広がる。 ここでは、下部セクション４２Ｂは固定用クロスメンバ２６の両側に広がっている。そのため、下部セクション４２Ｂの間の間隔は固定用クロスメンバ２６の幅よりも広い。 また、下部セクション４２Ｂは固定用クロスメンバ２６の前面壁２６Ｆに押し当てられる。固定用クロスメンバ２６は長方形の横断面をもつことから、下部セクション４２Ｂは、ここでは平坦であり、互いに平行をなす。下部セクション４２Ｂは上部セクション４２Ｔに対しても平行をなす。 固定用クロスメンバ２６への固定装置３０の固定のため、２つの補強壁４２のうち少なくとも１つは、固定装置３０を固定用クロスメンバ２６に固定するための固定手段（図１から図７には図示せず）を受けるための固定穴４４を備える。 図１から図７に示した例では、固定穴４４は下部セクション４２Ｂに設けられている。 そのため、各々の下部セクション４２Ｂは、ネジやリベットのような固定手段（図２には示されていない）を通すことのできる１対の固定穴４４をそれぞれ備える。当然のことながら、各々の下部セクション４２Ｂに設けられる固定穴４４の数は様々であってよい。 固定用クロスメンバ２６への固定装置３０の固定手段は、ここでは固定用クロスメンバ２６の前面壁２６Ｆと協働するようになっている。 補強壁４２は、受入れ壁４６によって互いに