特許 7722199 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-08-04

(45)【発行日】2025-08-13

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 15/063 20060101AFI20250805BHJP

【ＦＩ】

B60K15/063 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022002897

(22)【出願日】2022-01-12

(65)【公開番号】P2023102425

(43)【公開日】2023-07-25

【審査請求日】2024-03-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】片岡 千明

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２４０４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１０５７７０４４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１０－２３５０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２３５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５２８２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２５５９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６８７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０２５９３２７５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０２２７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４３００７０６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １５／０６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する、前輪及び後輪の一方が一輪であり、他方が二輪である車両であって、
前記燃料ガスを貯留する複数のガスタンクと、
乗員が座るシートと、
前記シートと隣り合う荷台と、を備え、
前記複数のガスタンクは、長軸方向が前記車両の左右方向と平行に配置されているとともに、鉛直方向に沿って並ぶように配列されており、
前記複数のガスタンクは前記シートと前記荷台との間のタンク配置室に配置されている、車両。

【請求項2】

請求項１に記載の車両であって、
前記車両は小型の車両であり、前記荷台は箱形状である、車両。

【請求項3】

請求項２に記載の車両であって、
前記車両は、前記前輪が一輪であり、前記後輪が二輪である、車両。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の車両であって、さらに、
前記複数のガスタンクを支持するガスタンクフレームを有し、
前記シートは、前記乗員の背部を支持するシートバックを有し、
前記シートバックは、前記ガスタンクフレームに固定されている、車両。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の車両であって、さらに、
前記複数のガスタンクの各々と連通するマニホールドを備える、車両。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の車両であって、さらに、
前記複数のガスタンクと連通する流路を開閉する開閉弁を備え、
前記開閉弁は、
前記タンク配置室の側面であって、前記タンク配置室の上下方向の中央位置より下側に配置されている、車両。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の車両であって、さらに、
前記タンク配置室の下面に配置され、前記複数のガスタンクのいずれかのガスタンクの内圧が上昇した場合、前記燃料ガスを前記ガスタンクの内部から前記車両の下に向けて排出する安全弁を備える、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、前輪及び後輪の少なくとも一方が一輪の車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料タンクを搭載した二輪車がある（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の二輪車では、燃料タンクは、シート下の内部スペースに配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－８８１６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば宅配に使用される荷台付きの車両について、燃料タンクの配置場所について十分検討されていない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
本開示の一形態によれば、燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する、前輪及び後輪の一方が一輪であり、他方が二輪である車両が提供される。この車両は、前記燃料ガスを貯留する複数のガスタンクと、乗員が座るシートと、前記シートと隣り合う荷台と、を備え、前記複数のガスタンクは、長軸方向が前記車両の左右方向と平行に配置されているとともに、鉛直方向に沿って並ぶように配列されており、前記複数のガスタンクは前記シートと前記荷台との間のタンク配置室に配置されている。

【0006】

（１）本開示の一形態によれば、燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する、前輪及び後輪の少なくとも一方が一輪の車両が提供される。この車両は、前記燃料ガスを貯留するガスタンクと、乗員が座るシートと、前記シートと隣り合う荷台と、を備え、前記ガスタンクは前記シートと前記荷台との間のタンク配置室に配置されている。この形態によれば、ガスタンクをコンパクトに配置することができる。また、事故による前後方向の衝撃からガスタンクを保護することができる。
（２）上記形態の車両において、さらに、前記ガスタンクを支持するガスタンクフレームを有し、前記シートは、前記乗員の背部を支持するシートバックを有し、前記シートバックは、前記ガスタンクフレームに固定されてもよい。この形態によれば、ガスタンクフレームにより、事故による衝撃からガスタンクを保護することができる。加えて、ガスタンクフレームにシートバックを固定することで、シートバックをコンパクトに配置することができる。
（３）上記形態の車両において、前記ガスタンクを複数備え、前記複数のガスタンクは、長軸方向が前記車両の前後方向と直交する向きに配列されてもよい。この形態によれば、複数のガスタンクをコンパクトに配置することができる。
（４）上記形態の車両において、さらに、前記複数のガスタンクの各々と連通するマニホールドを備えてもよい。この形態によれば、マニホールドを通じて、複数のガスタンクへの燃料ガスの流入および複数のガスタンクからの燃料ガスの流出を一括して行うことができ、燃料ガスの流出および流入を効率良く行うことができる。
（５）上記形態の車両において、さらに、前記ガスタンクと連通する流路を開閉する開閉弁を備え、前記開閉弁は、前記タンク配置室の側面であって、前記タンク配置室の上下方向の中央位置より下側に配置されていてもよい。この形態によれば、燃料ガスを用いて発電する燃料電池、または燃料ガスを用いて動力を発生させる水素エンジンなどが車両の下部に配置される場合、燃料電池または水素エンジンへの燃料ガスの流通経路を短くすることができる。また、ガスタンクに燃料ガスを充填するための充填口が車両の側面に配置される場合、充填口への流通経路を短くすることができる。
（６）上記形態の車両において、さらに、前記タンク配置室の下面に配置され、前記ガスタンクの内圧が上昇した場合、前記燃料ガスを前記ガスタンクの内部から前記車両の下に向けて排出する安全弁を備えてもよい。この形態によれば、燃料ガスが放出される場合には、燃料ガスを下方に放出することで、車両の安全性を向上させることができる。
本開示は、車両以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、車両の生産方法等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係る車両を示す側面図。

【図2】第１実施形態に係るタンク配置室を示す正面図。

【図3】第２実施形態に係るタンク配置室を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態に係る車両１０を示す左から視た側面図である。図２は、タンク配置室５０を示す前から視た正面図である。図２では、タンク配置室５０とともに、前輪６１および後輪６２が示されている。図１および図２には、互いに直交する３つの空間軸であるＸＹＺ軸が描かれている。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の矢印が向いている方向は、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った正の方向を示している。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った正の方向を、それぞれ＋Ｘ方向，＋Ｙ方向，＋Ｚ方向とする。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の矢印が向いている方向と逆の方向が、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った負の方向である。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った負の方向を、それぞれ－Ｘ方向，－Ｙ方向，－Ｚ方向とする。Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に沿った方向で正負を問わないものを、それぞれＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向呼ぶ。Ｘ方向は、車両１０の前後方向である。＋Ｘ方向は、車両１０の前進方向である。Ｙ方向は、車両１０の幅方向である。Ｚ方向は、車両１０の高さ方向である。＋Ｘ方向を前、－Ｘ方向を後とも呼ぶ。＋Ｙ方向を左、－Ｙ方向を右とも呼ぶ。＋Ｚ方向を上、－Ｚ方向を下とも呼ぶ。これ以降に示す図及び説明についても同様である。

【0009】

本実施形態において、車両１０は、前輪６１が一輪、後輪６２がニ輪の宅配に用いられる車両である。また、車両１０は、燃料電池９０が搭載されており、燃料ガスを用いて発生させた駆動力により走行する。具体的には、車両１０は、燃料電池９０によって発電された電力を用いて図示しないモータを駆動し、モータの駆動力により走行する。本実施形態において、車両１０は、乗車定員が１名であり、定格出力が１ｋＷ以下程度の小型の車両である。

【0010】

車両１０は、上記構成の他に、シート２０と、荷台３０と、ガスタンク４０と、タンク配置室５０とを備える。シート２０は、前輪６１と後輪６２との間に配置されている。シート２０は、乗員Ｃの臀部を支持するシートクッション２１と、乗員Ｃの背部を支持するシートバック２２とを有する。乗員Ｃは、フロア７３に足を乗せてシート２０に座り、ハンドル７２を操作する。シート２０の上方には、ルーフ７１が設けられている。シート２０の前方には、フロントカバー７４が設けられている。ルーフ７１と、フロントカバー７４と、フロア７３とは、一体に形成されている。

【0011】

荷台３０は、シート２０の後方であり、シート２０と隣り合う位置に配置されている。荷台３０は、後輪６２の上方に配置された荷台用フレーム３１に固定されている。荷台３０は、箱形状を有する。荷台３０に設けられた図示しない蓋の開閉により、荷台３０の内部空間への荷物の出し入れが行われる。

【0012】

ガスタンク４０は、燃料電池９０に供給する燃料ガスを貯留している。本実施形態において、燃料ガスは、水素ガスである。図２に示すように、本実施形態において、ガスタンク４０は、６本搭載されている。

【0013】

ガスタンク４０は、タンク配置室５０内に収容されている。タンク配置室５０は、ガスタンクフレーム５１と、図示しない面状の部材とを有する。ガスタンクフレーム５１は、金属製のパイプが直方体の辺に配置され、各パイプの端部が互いに接合された枠構造を有している。そして、面状の部材は、ガスタンクフレーム５１が成す直方体の下面を除く面に配置され、ガスタンクフレーム５１に取り付けられている。ガスタンク４０は、ガスタンクフレーム５１に図示しない固定部材により固定されている。タンク配置室５０は、ガスタンク４０の大きさに適合した大きさを有する。具体的には、タンク配置室５０の大きさは、タンク配置室５０にガスタンク４０を組み付ける場合に干渉しない程度の大きさである。なお、タンク配置室５０の構造は、上記に限定されず、例えば、面状の部材が無い構成でもよい。

【0014】

タンク配置室５０は、シート２０と荷台３０との間に配置されている。これにより、荷台３０への荷物の搭載性を維持しつつ、ガスタンク４０をコンパクトに配置することができる。また、車両１０が事故などにより前後方向から衝撃を受けた場合に、シート２０と荷台３０とにより衝撃を緩和し、衝撃からガスタンク４０を保護することができる。後方に向かう外力を受けた場合には荷台３０がガスタンク４０を支持することができ、前方に向かう外力を受けた場合にはシート２０がガスタンク４０を支持することができるからである。ガスタンクフレーム５１には、シートバック２２およびルーフ７１が固定されている。これにより、ガスタンクフレーム５１とは別にシートバック２２およびルーフ７１を固定するためのフレームを設ける構成と比較して、部品点数を少なくすることができる。よって、ガスタンクフレーム５１をコンパクトに配置することができるとともに、車両１０の製造コストを下げることができる。

【0015】

図２に示すように、ガスタンク４０は、中心軸ＣＸを有する円筒部４１と、ドーム部４２，４３と、口金４４とを有する。ドーム部４２，４３は、円筒部４１の中心軸ＣＸ方向の両端部に配置されており、中心軸ＣＸ方向の端部に向かって縮径された半球体状を有する。ガスタンク４０の中心軸ＣＸ方向の長さは、径方向の長さよりも長い。円環形状の口金４４は、ドーム部４２に取り付けられている。口金４４は、ガスタンク４０の内部と外部とで燃料ガスを流通させる。ガスタンク４０は、水素ガスに対するガスバリア性を有する樹脂材料で形成されたライナと、ライナの外表面に接着された補強層とを備える。

【0016】

図１に示すように、６本のガスタンク４０は、長軸方向、すなわち中心軸ＣＸ方向が車両１０の前後方向であるＸ方向と直交する向きに、互いの向きが揃えられて配列されている。本実施形態では、６本のガスタンク４０は、口金４４を下方に向け、中心軸ＣＸ方向がＺ方向と平行に配列されている。これにより、ガスタンク４０の長軸方向が前後方向と平行に配置される場合と比較して、車両１０の前後方向の長さを短くすることができる。６本のガスタンク４０は、車両１０の左右方向の中心位置に対して左右対称に、等間隔で配置されている。これにより、車両１０の安定性が向上し、走行性能を向上させることができる。また、ガスタンク４０を、シート２０と荷台３０との間に配置することにより、乗員Ｃの乗り降りをし易くすることができる。例えば、ガスタンク４０をフロア７３に沿って配置することも考えられる。しかし、この場合、ガスタンク４０が配置されることにより、乗員Ｃの足を収納する空間が制限される場合がある。この点、本実施形態では、ガスタンク４０をシート２０と荷台３０との間に配置することにより、乗員Ｃの足を収納する空間を確保することができる。特に、本実施形態では、車両１０は、宅配に用いられるため、乗員Ｃの乗り降りが頻繁に行われる。このため、乗り降りし易くすることにより、車両１０の利便性を向上させることができる。

【0017】

また、車両１０に複数のガスタンク４０が搭載されることにより、ガスタンク４０のＺ方向の長さを限定しつつ、車両１０の航続距離を長くすることができる。ガスタンク４０の長軸方向の長さが長くなると、車両１０の重心が高くなり、車両１０の安定性が低下し、走行性能が低下する場合がある。この点、本実施形態では、複数のガスタンク４０が搭載されることで、車両１０に搭載される燃料ガスの容量を増やし、ガスタンク４０のＺ方向の長さを限定しつつ、車両１０の航続距離を長くすることができる。ガスタンク４０の長軸方向の長さは、８０ｃｍ以上１００ｃｍ以下程度である。ガスタンク４０の短軸方向の長さ、すなわち直径は１００ｍｍ程度である。１充填当たりの航続距離は、１００ｋｍ程度である。

【0018】

図２に示すように、タンク配置室５０には、さらに、マニホールド５５と、開閉弁５６と、安全弁５７とが設けられている。マニホールド５５は、第１流路５５ａと、第１流路５５ａから分岐する複数の第２流路５５ｂとを有する。第２流路５５ｂの終端には、口金４４と連結可能な図示しない連結口が形成されている。そして、ガスタンク４０は、口金４４がマニホールド５５の連結口と、例えばねじ締結により連結されることにより、マニホールド５５と連結される。これにより、第２流路５５ｂを介して、ガスタンク４０の内部空間とマニホールド５５の第１流路５５ａとが連通する。開閉弁５６は、ガスタンク４０と連通する流路である、マニホールド５５の第１流路５５ａに取り付けられており、第１流路５５ａを開閉する。安全弁５７は、マニホールド５５の第１流路５５ａに取り付けられている。安全弁５７は、タンク配置室５０の下面５０ａに配置されている。タンク配置室５０の下面５０ａに配置されているとは、安全弁５７の下方に、タンク配置室５０に配置されている他の構成物が配置されていないことをいう。安全弁５７は、ガスタンク４０の内圧が上昇した場合、ガスタンク４０の内部から車両１０の下に向けて燃料ガスを排出する。安全弁５７が、燃料ガスを車両１０の下方に向けて放出するように取り付けられていることにより、車両１０の安全性を向上させることができる。

【0019】

図１に示すように、燃料電池９０は、シート２０の下方に配置されている。これにより、車両１０の重心を低くし、走行性能を向上させることができる。燃料電池９０は、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって発電する。ガスタンク４０に貯留されている燃料ガスは、マニホールド５５に形成された第１流路５５ａおよび第２流路５５ｂと、開閉弁５６内の流路と、燃料電池流路８１とを流通して燃料電池９０に供給される。

【0020】

本実施形態では、車両１０の左側面に充填口７５が設けられている。充填口７５は、燃料ガスの充填口であり、充填時には水素ステーションのディスペンサが備えるノズルが装着される。充填口７５と、開閉弁５６とは、充填口流路８２を介して接続されている。充填口７５から流入する燃料ガスは、充填口流路８２と、開閉弁５６内の流路と、マニホールド５５に形成された第１流路５５ａおよび第２流路５５ｂと、を流通してガスタンク４０に充填される。なお、充填口７５は、車両１０の左側面ではなく、右側面に設けられてもよい。

【0021】

図２に示すように、開閉弁５６は、タンク配置室５０の側面に配置されている。これにより、車両１０の側面に配置される充填口７５への燃料ガスの流通経路を短くすることができる。タンク配置室５０の側面に配置されているとは、タンク配置室５０において、開閉弁５６の左右方向における外方に、タンク配置室５０に配置されている他の構成物が配置されていないことをいう。また、開閉弁５６は、タンク配置室５０の上下方向の中央位置ＣＰより下側に配置されている。これにより、シート２０の下方に配置されている燃料電池９０への燃料ガスの流通経路を短くすることができる。

【0022】

以上、説明した第１実施形態によれば、車両１０は、シート２０と、シート２０と隣り合う荷台３０と、シート２０と荷台３０との間のタンク配置室５０に配置されているガスタンク４０とを備える。ガスタンク４０をシート２０と荷台３０との間に配置することにより、ガスタンク４０をコンパクトに配置することができる。また、事故による前後方向の衝撃からガスタンク４０を保護することができる。

【0023】

また、車両１０は、ガスタンク４０を支持するガスタンクフレーム５１を有する。ガスタンク４０はガスタンクフレーム５１内に収納されていることにより、ガスタンク４０を衝撃から保護することができる。また、シート２０のシートバック２２は、ガスタンクフレーム５１に固定されている。これにより、シートバック２２をコンパクトに配置することができる。

【0024】

また、複数のガスタンク４０は、長軸方向が車両１０の前後方向と直交する向きに配列されている。これにより、複数のガスタンク４０をコンパクトに配置することができる。また、車両１０は、複数のガスタンク４０の各々と連通するマニホールド５５を備える。これにより、充填口７５から供給される燃料ガスの複数のガスタンク４０への充填、および複数のガスタンク４０から燃料電池９０への燃料ガスの供給を効率良く行うことができる。

【0025】

また、車両１０は、タンク配置室５０の側面であって、タンク配置室５０の上下方向の中央位置ＣＰより下側に配置されている開閉弁５６を備える。これにより、車両１０の下部に配置される燃料電池９０への燃料ガスの流通経路を短くすることができる。また、車両１０の側面に配置される充填口７５への流通経路を短くすることができる。

【0026】

また、車両１０は、タンク配置室５０の下面５０ａに配置され、ガスタンク４０の内圧が上昇した場合、燃料ガスをガスタンク４０の内部から車両１０の下に向けて排出する安全弁５７を備える。これにより、安全弁５７から排出される燃料ガスは、車両１０の下方に放出されるため、車両１０の安全性を向上させることができる。

【0027】

Ｂ．第２実施形態：
図３は、第２実施形態に係るタンク配置室５０を示す正面図である。本実施形態は、第１実施形態と、ガスタンク４０の本数とガスタンク４０の配置の向きとが異なる。具体的には、本実施形態では、車両１０には、８本のガスタンク４０が配置されている。８本のガスタンク４０は、中心軸ＣＸ方向がＹ方向と平行に、すべてのガスタンク４０の向きが揃えられて配列されている。これにより、第１実施形態と同様に、ガスタンク４０の長軸方向が前後方向と平行に配置される場合と比較して、車両１０の前後方向の長さを短くすることができる。

【0028】

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、タンク配置室５０は、マニホールド５５と、開閉弁５６と、安全弁５７とを備える。なお、第１実施形態と異なり、マニホールド５５は、ガスタンク４０の配置態様に合わせて、Ｚ方向に延びる向きに配置されている。開閉弁５６および安全弁５７は、第１実施形態と同様に配置されているため、説明を省略する。

【0029】

以上、説明した第２実施形態によれば、複数のガスタンク４０は、長軸方向が車両１０の前後方向と直交する向きに配列されている。これにより、複数のガスタンク４０をコンパクトに配置することができる。

【0030】

Ｃ．他の実施形態：
（Ｃ１）上記第１実施形態では、車両１０は、燃料電池９０によって発電された電力を用いて走行する。車両１０の車輪の駆動形態は、第１実施形態に限られない。例えば、燃料ガスである水素ガスを燃焼させて駆動力を発生させる水素エンジンや、燃料ガスである天然ガスを燃焼させて駆動力を発生させるエンジンにより駆動される形態でもよい。

【0031】

（Ｃ２）上記第１実施形態では、車両１０は、前輪６１が一輪、後輪６２が二輪の三輪の車両であるが、前輪６１が一輪、後輪６２が一輪の二輪の車両についても適用することができる。また、前輪６１が二輪、後輪６２が一輪の三輪の車両についても適用することができる。車輪の個数や配置態様に拘わらず、ガスタンク４０をシート２０と荷台３０との間に配置することにより、ガスタンク４０をコンパクトに配置することができる。

【0032】

（Ｃ３）上記第１実施形態では、車両１０は、ルーフ７１を備えるが、ルーフ７１を備えない構成としてもよい。

【0033】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0034】

１０…車両、２０…シート、２１…シートクッション、２２…シートバック、３０…荷台、３１…荷台用フレーム、４０…ガスタンク、４１…円筒部、４２，４３…ドーム部、４４…口金、５０…タンク配置室、５０ａ…下面、５１…ガスタンクフレーム、５５…マニホールド、５５ａ…第１流路、５５ｂ…第２流路、５６…開閉弁、５７…安全弁、６１…前輪、６２…後輪、７１…ルーフ、７２…ハンドル、７３…フロア、７４…フロントカバー、７５…充填口、８１…燃料電池流路、８２…充填口流路、９０…燃料電池、Ｃ…乗員、ＣＰ…中央位置、ＣＸ…中心軸

【図1】

【図2】

【図3】