自動二輪車
【課題】燃料を貯蔵するタンクから燃料電池に燃料を導く一連の装置を容易に組み立てることが可能であり、これらを流体的に接続する流路の漏洩検査の作業性が良好であり、組立作業や検査における取り扱いの容易な自動二輪車を提案する。
【解決手段】自動二輪車は、燃料タンク１５と、燃料タンク１５に接続する燃料充填用の継手５５と、燃料タンク１５に接続して燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁７１と、第一減圧弁７１に接続して燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁７２と、第二減圧弁７２に接続して燃料と酸化剤との反応により発電する燃料電池２と、燃料タンク１５、継手５５および第一減圧弁７１の相対的な配置を保って支持する高圧側構造体７５と、第二減圧弁７２および燃料電池２の相対的な配置を保って支持する低圧側構造体７６と、高圧側構造体７５と低圧側構造体７６とを着脱自在に固定可能な主構造体７７と、を備える。
【解決手段】自動二輪車は、燃料タンク１５と、燃料タンク１５に接続する燃料充填用の継手５５と、燃料タンク１５に接続して燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁７１と、第一減圧弁７１に接続して燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁７２と、第二減圧弁７２に接続して燃料と酸化剤との反応により発電する燃料電池２と、燃料タンク１５、継手５５および第一減圧弁７１の相対的な配置を保って支持する高圧側構造体７５と、第二減圧弁７２および燃料電池２の相対的な配置を保って支持する低圧側構造体７６と、高圧側構造体７５と低圧側構造体７６とを着脱自在に固定可能な主構造体７７と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池が発電する電力でモータを駆動して走行する自動二輪車が知られている。この自動二輪車は、水素ガスを貯蔵する水素タンクと、水素タンクに水素ガスを充填可能な燃料充填用継手と、水素タンクに接続する複数の減圧弁と、水素ガスと空気中の酸素との反応により発電する燃料電池と、を備える。また、自動二輪車は、これら水素タンク、燃料充填用継手、複数の減圧弁および燃料電池などの装置を固定するフレームと、適宜、これらの装置間を流体的に接続する中継配管と、を備える（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０７８６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素タンク、燃料充填用継手、複数の減圧弁および燃料電池などの装置をフレームに取り付ける手順として、先ずこれらの装置間を中継配管で流体的に接続し、この後、これら装置および中継配管の流体的な接続を保ったままフレームへ取り付け付けて固定する手順（以下、「配管接続先行手順」と呼ぶ）がある。一方、先ずこれらの装置間をフレームに取り付けて固定し、この後、これら装置を中継配管で流体的に接続する手順（以下、「フレーム取付先行手順」と呼ぶ）がある。いずれの手順においても、水素タンクから燃料電池に水素ガスを導く流路は、常用の圧力を印加して接続部分毎に気密性を保証するための漏洩検査を行う必要が有る。
【０００５】
しかしながら、配管接続先行手順の場合、水素タンク、継手、複数の減圧弁および燃料電池などの装置を一括して取り扱いフレームへ取り付ける必要が有り、これら装置間の相対的な位置関係を保つことが難しく、相対的な位置関係の変化を生じる虞が高い。この装置間の相対的な位置関係の変化は、中継配管や、中継配管と装置との継手部分を損傷したり、漏洩を誘発したりする。
【０００６】
また、フレーム取付先行手順の場合、当然、水素タンク、継手、複数の減圧弁および燃料電池、中継配管などの装置をフレームに取り付けた状態で漏洩検査を行うことになり、検査対象の重量が増して取り扱いの容易性が低下する。また、中継配管と装置との継手部分の近傍にフレームが位置する場合、漏洩検査の作業性が低下するとともに、検査の信頼性をも低下させかねない。さらに、これら取り扱い容易性、検査の作業性の低下は、ライン生産方式に適さない。
【０００７】
そこで、本発明は、燃料を貯蔵するタンクから燃料電池に燃料を導く一連の装置を容易に組み立てることが可能であり、これらを流体的に接続する流路の漏洩検査の作業性が良好であり、組立作業や検査における取り扱いの容易な自動二輪車を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するため本発明に係る自動二輪車は、燃料を貯蔵可能な燃料タンクと、前記燃料タンクに流体的に接続する燃料充填用の継手と、前記燃料タンクに流体的に接続して前記燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁と、前記第一減圧弁に流体的に接続して前記燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁と、前記第二減圧弁に流体的に接続して燃料と酸化剤との反応により発電する燃料電池と、前記燃料タンク、前記継手および前記第一減圧弁の相対的な配置を保って支持する高圧側構造体と、前記第二減圧弁および前記燃料電池の相対的な配置を保って支持する低圧側構造体と、前記高圧側構造体と前記低圧側構造体とを着脱自在に固定可能な主構造体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料を貯蔵するタンクから燃料電池に燃料を導く一連の装置を容易に組み立てることが可能であり、これらを流体的に接続する流路の漏洩検査の作業性が良好であり、組立作業や検査における取り扱いの容易な自動二輪車を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図。
【図２】本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図。
【図３】本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る自動二輪車の後半部を部分的に示した斜視図。
【図５】本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の主要な装置を示したブロック図。
【図６】本発明の実施形態に係る自動二輪車のフレーム、燃焼電池および燃料供給系統を示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態に係る自動二輪車のフレーム、燃焼電池および燃料供給系統を示す平面図。
【図８】本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側構造体を示す斜視図。
【図９】本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側モジュールを示す斜視図。
【図１０】本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側モジュールを示す斜視図。
【図１１】本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧構造体を示す斜視図。
【図１２】本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧側モジュールを示す斜視図。
【図１３】本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧側モジュールを示す斜視図。
【図１４】本発明の実施形態に係る自動二輪車の主構造体を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る車両駆動用モータの冷却装置の実施の形態について、図１から図１４を参照して説明する。
【００１２】
図１および図２は、本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。
【００１３】
図３は、本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す斜視図である。
【００１４】
図１は、自動二輪車１の外観を示す図であり、図２および図３は、自動二輪車１の外装を部分的に切り欠きまたは除去して内部構造を示す図である。
【００１５】
また、説明を容易にするため、自動二輪車１の前方に実線矢Ｆ、後方に実線矢Ｒを付す。
【００１６】
図４は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の後半部を部分的に示した斜視図である。
【００１７】
図１から図４に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料電池２が発電する電力によりモータ８を駆動して走行する燃料電池自動二輪車である。自動二輪車１は、スクータ型の自動二輪車である。自動二輪車１は、前後に延びる車両本体３と、操舵輪である前輪５と、前輪５を操舵可能に支えるステアリング機構６と、駆動輪である後輪７と、後輪７を駆動するモータ８と、後輪７を支えるスイングアーム９と、を備える。
【００１８】
燃料電池２は、燃料と酸化剤との反応により発電する。燃料電池２は、燃料として水素ガスを使用し、酸化剤として空気中の酸素を使用する空冷式燃料電池システムである。
【００１９】
車両本体３は、車両の前後に延びるフレーム１０と、フレーム１０を覆う外装１１と、フレーム１０後半部の上方に位置するシート１２と、を備える。
【００２０】
また、車両本体３は、燃料により発電する燃料電池２と、燃料電池２の発電に使用する燃料を貯蔵可能な燃料タンク１５と、燃料電池２の電力を補助する二次電池１６と、燃料電池２の出力電圧の調整と燃料電池２および二次電池１６の電力分配制御とを行う電力管理装置１７と、電力管理装置１７から直流電力を受け取り三相交流電力に変換してモータ８の運転制御を行うモータコントローラ１８と、これらを統括的に管理して運転制御を行う車両コントローラ１９と、を備える。自動二輪車１のパワートレインは、燃料電池２および二次電池１６を有するハイブリッドシステムである。
【００２１】
フレーム１０は、複数の鋼鉄製中空管を一体に組み合わせたものであり、前端上部に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１の中央部分から後ろ下がりに傾斜して延びる上部ダウンフレーム２２と、上部ダウンフレーム２２と、下部ダウンフレーム２３と、左右一対の下部フレーム２５と、左右一対の上部フレーム２６と、ピボット２８と、ガードフレーム２９と、を備える。
【００２２】
ヘッドパイプ２１は、フレーム１０の前端上部に位置し、ステアリング機構６を車両の左右方向へ回転可能に支持する。
【００２３】
上部ダウンフレーム２２は、ヘッドパイプ２１の中央部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる。
【００２４】
下部ダウンフレーム２３は、ヘッドパイプ２１の下部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる。
【００２５】
左右一対の下部フレーム２５は、下部ダウンフレーム２３を挟み込んでヘッドパイプ２１の下部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延び、この傾斜部分の下端を後方に向けて湾曲し、この湾曲部分の後端から車両本体３の前後に沿って車両本体３の中央部分に達する位置まで直線状に延び、この直線部分の後端部から後上方に向けて湾曲し、この湾曲部分の上端部から後ろ上がりに傾斜して延びて上部フレーム２６に接続する。左右一対の下部フレーム２５は、前側の湾曲部分にライダーが足を載せるためのフットレスト３１を備える。車両本体３の左側にある下部フレーム２５は、サイドスタンドブラケット３２を備える。サイドスタンドブラケット３２は、左側へ傾斜する自動二輪車１を自立状態で支えるサイドスタンド３３を備える。サイドスタンド３３は、自動二輪車１を支える展開位置と走行のための格納位置との間を揺動できる。
【００２６】
左右一対の上部フレーム２６は、車両本体３の前半部において下部ダウンフレーム２３の前側傾斜部分の中央部に接続し、この接続部分から車両本体３の後方に向かって略水平に延び、車両本体３の後半部であり後輪７の上方部分において後ろ上がりに大きく傾斜し、ヘッドパイプ２１と同程度の高さまで延びる。
【００２７】
ピボット２８は、車両本体３の後半部において左右の上部フレーム２６間に架かる。また、ピボット２８は、上部フレーム２６と下部フレーム２５との接続部分よりも後方に位置する。
【００２８】
ガードフレーム２９は、左右の下部ダウンフレーム２３の後側に位置する屈曲部分の間に架かり、下部ダウンフレーム２３との接続部分から後ろ下がりに膨らみＵ字形状をなす。ガードフレーム２９は、直立する自動二輪車１を自立状態で支えるセンタースタンド３４を備える。センタースタンド３４は、自動二輪車１を支える展開位置と走行のための格納位置との間を揺動する。
【００２９】
シート１２は、車両本体３の後半上部に位置し、フレーム１０の後半部上方を覆って前後に延びる。シート１２は、タンデム式であり、ライダーが着座するための前方部１２ａと、パッセンジャーが着座するための後方部１２ｂとを一体的に備える。
【００３０】
ここで、左右の上部フレーム２６および左右の下部フレーム２５で囲む空間をセンタートンネル領域３５と呼び、上部フレーム２６の後半部、外装１１およびシート１２で囲む空間を機器搭載領域３６と呼び、センタートンネル領域３５の後方かつ機器搭載領域３６の下方の空間をタイヤハウス領域３７と呼ぶ。
【００３１】
センタートンネル領域３５は、燃料タンク１５を収容する。
【００３２】
機器搭載領域３６は、車両本体３の前方側から順に二次電池１６、電力管理装置１７、燃料電池２を収容する。また、機器搭載領域３６は、電力管理装置１７の左右いずれかの側方、例えば車両本体３の左側方に並ぶモータコントローラ１８を収容する。
【００３３】
タイヤハウス領域３７は後輪７の配置箇所である。
【００３４】
隔壁部材３９は、機器搭載領域３６とタイヤハウス領域３７との間に挟まり、それぞれの領域を分断する。
【００３５】
外装１１は、車両本体３の前半部を覆うフロントレッグシールドカバー４１と、車両本体３の中央上部に位置して上部フレーム２６の上方を覆うフロントフレームカバー４２と、車両本体３の後半部に位置して車両本体３の側面のうちシート１２の下方部分を覆うフレームカバー４３と、を備える。
【００３６】
フレームカバー４３は、シート１２とともに機器搭載領域３６を区画する。機器搭載領域３６は、シート１２、フレームカバー４３および隔壁部材３９が囲む閉鎖的な空間であり、フレームカバー４３、もしくは隔壁部材３９の適宜の箇所に通気孔（図示省略）を配置することによって、燃料電池２への空気の流れを容易、かつ確実に制御できるとともに、冷却が必要な装置へ冷却風としての空気の流れを容易、かつ確実に供給できる。なお、機器搭載領域３６は、気密空間である必要はなく、各カバーの継ぎ目などから空気が入り込むことを許容する。
【００３７】
燃料電池２は、機器搭載領域３６の後半側に位置する。さらに具体的には、燃料電池２は、シート１２の後方部１２ｂの下方であり、上部フレーム２６が後ろ上がりに大きく傾斜する部分に位置する。燃料電池２は、扁平な立方体形状の装置である。燃料電池２は、投影面積が最も大きい吸気面２ａに空気の導入口を有し、車両の後方を臨む面に排気口２ｂを有する。燃料電池２は、吸気面２ａを前上方に向け、より詳しくはシート１２の前方部１２ａと後方部１２ｂとの段差部分に向けて、前傾する姿勢でフレーム１０に固定される。これにより、燃料電池２は、吸気面２ａとシート１２との間に比較的大きな隙間を確保して機器搭載領域３６の雰囲気（空気）を十分に吸い込むことができる。
【００３８】
また、燃料電池２は、機器搭載領域３６の雰囲気（空気）を吸気面２ａに吸い込むため、吸込負圧を発生するファン４５を備える。燃料電池２は、燃料タンク１５から供給された水素ガスと空気に含まれる酸素との化学反応により発電し、この後、湿潤な余剰ガスを排気口２ｂから排出する。この過程で、燃料電池２は空気によって冷却される。排気口２ｂは、排気ダクト４７に接続する。
【００３９】
排気ダクト４７は、燃料電池２の後方に位置し、車両本体３の後端に開口する排気口４７ａへ燃料電池２の排気を導く。排気ダクト４７の前方下端部は燃料電池２の排気口２ｂに接続する。排気口４７ａは、燃料電池２の排気口２ｂよりも上方、望ましくは排気ダクト４７の後方上端部に位置する。排気ダクト４７は、燃料電池２の排気口２ｂよりも上方に位置する排気口４７ａを有することで、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを確実に車両本体３から排気する。
【００４０】
燃料タンク１５は、高圧圧縮水素貯蔵システムであり、燃料電池２の燃料としての水素ガスを貯蔵するアルミライナ製複合容器である。例えば、燃料タンク１５は、約３０ＭＰａから約７０ＭＰａの水素ガスを貯蔵可能な容器である。燃料タンク１５は、前後の端面にドーム状の鏡板を有する円筒形状のタンクである。燃料タンク１５は円筒胴の中心線を車両本体３の前後方向へ向けてセンタートンネル領域３５に位置する。
【００４１】
また、燃料タンク１５は、左右の下部フレーム２５の間に架設されるクランプバンド４９によって固定される。
【００４２】
燃料供給元弁５２は、電磁弁を用いた遮断弁であり、燃料タンク１５から燃料電池２へ向かう燃料の供給と遮断とを行う。燃料供給元弁５２は、燃料タンク１５の後方側の鏡板の頂部に位置する。
【００４３】
継手５５は、燃料タンク１５に流体的に接続して燃料タンク１５内に燃料としての水素ガスを充填可能な継手である。継手５５は、燃料タンク１５の胴部の上方に位置して車両本体３の上方に向けて延びる。継手５５の燃料充填口５３は、機器搭載領域３６の外側であり、上部ダウンフレーム２２の近傍であり、燃料タンク１５の前方側鏡板の上方近傍に位置して二次電池１６から十分に離れる。また、燃料充填口５３は、フロントフレームカバー４２に覆われる。
【００４４】
また、燃料充填口５３は、車両本体３の上方を向く。燃料タンク１５に燃料を充填する際、フロントフレームカバー４２を開放した状態において、燃料充填口５３の上方は、雰囲気に開放する空間になる。したがって、燃料の充填作業において仮に燃料が漏洩しても、漏洩燃料が滞留することはない。さらに、燃料充填口５３は、通常のガソリンエンジンを備えたスクータ型の自動二輪車における燃料給油口と配置を同じくするので、違和感を生じることがない。
【００４５】
二次電池１６は、箱形状のリチウムイオン電池である。二次電池１６は、機器搭載領域３６の前側に位置し、より具体的には、燃料タンク１５の後方側鏡板の上方、かつシート１２の前方部１２ａの下方に位置して自動二輪車１の仮想的な水平面に略直立する。
【００４６】
自動二輪車１は、二次電池１６の他に、メータ類（図示省略）、ランプ類（図示省略）用の電源として１２Ｖ系の電力を供給する第２二次電池５６を備える。第２二次電池５６は、燃料タンク１５の側方（例えば燃料タンク１５の右側方）に位置する。第２二次電池５６は、燃料充填口５３よりも下方かつ燃料タンク１５の燃料供給元弁５２よりも前方に位置する。仮に燃料である水素ガスが燃料充填口５３から漏洩しても、水素ガスは自動二輪車１の上方に向かって上昇するので、外装１１内に滞留することなく、車外に拡散する。また、仮に燃料である水素ガスが燃料供給元弁５２から漏洩しても、水素ガスはタイヤハウス領域３７に向かって移動するので、外装１１内に滞留することなく、車外に拡散する。
【００４７】
電力管理装置１７は、二次電池１６および燃料電池２の間に挟まり位置する。また、電力管理装置１７は、扁平な立方体形状の装置であり、天面を後ろ斜め上方へ向けて傾き燃料電池２を臨み、フレーム１０に固定される。
【００４８】
電力管理装置１７の側方に並ぶモータコントローラ１８も、電力管理装置１７と同様に、二次電池１６および燃料電池２の間に挟まり位置する。モータコントローラ１８も、扁平な立方体形状の装置であり、天面を後ろ斜め上方へ向けて傾き燃料電池２を臨み、フレーム１０に固定される。
【００４９】
自動二輪車１は、二次電池１６、電力管理装置１７、モータコントローラ１８および燃料電池２を上述のように配置することで、電気的な接続関係が隣り合う装置を極力近接する位置に配置することが可能であり、装置間の配線長を短く、配線に係る重量を軽くすることができる。
【００５０】
車両コントローラ１９は、下部フレーム２５の前方に位置して燃料タンク１５の前方側鏡板に対面する。
【００５１】
ステアリング機構６は、車両本体３の前方に位置し、フレーム１０のヘッドパイプ２１を中心に左右方向へ回転し前輪５の操舵を可能にする。ステアリング機構６は、頂部に位置するハンドル５７と、ハンドル５７と前輪５との間を若干後傾して上下に延びる左右一対のフロントフォーク５８と、を備える。左右のフロントフォーク５８は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造を備え、下端部に前輪を回転自在に支持するとともに前輪５の上方にフロントフェンダ５９を支持する。
【００５２】
前輪５は、左右のフロントフォーク５８の下端部に架かる車軸の周りに回転自在な従動輪である。
【００５３】
スイングアーム９は、車両本体３の左右へ延びる回転中心としてのピボット２８の周りに上下方向へ揺動できる。スイングアーム９は所謂片持ち式であり、車両本体３の左右いずれか一方側（ここでは左方側）から片持ち状に後輪７を支える。リアサスペンション６１は、フレーム１０とスイングアーム９との間に介在してスイングアーム９の揺動を緩衝する。冷却用ダクト６２は、機器搭載領域３６とモータ８とを接続し、機器搭載領域３６内の空気をモータ８の冷却風として案内する。リアサスペンション６１は、フレーム１０とスイングアーム９との間に架かり、スイングアーム９の揺動を干渉する。
【００５４】
後輪７は、スイングアーム９の後端部において車両本体３の左右いずれか一方側（ここでは左方側）から片持ち状に延びる車軸の周りに回転自在な駆動輪である。
【００５５】
モータ８は、燃料電池２の出力により後輪７を駆動する自動二輪車１の原動機である。モータ８は、スイングアーム９に一体的に組み付き、ユニットスイング式スイングアームを構成する。
【００５６】
また、車両本体３は、燃料の漏洩を検出可能な燃料漏洩検出器６５、６６を備える。具体的には、燃料漏洩検出器６５、６６は、水素ガスを検出可能な水素ガス検出器である。燃料漏洩検出器６５は、機器搭載領域３６、すなわちシート１２の下方空間のうち上方寄りに配置される。燃料漏洩検出器６６は、センタートンネル領域３５のうち燃料供給元弁５２近傍の空間の上方寄りであり、かつタイヤハウス領域３７に接近した位置にある。水素ガスは機器搭載領域３６およびセンタートンネル領域３５の雰囲気である空気よりも軽く、燃料電池２や、燃料タンク１５、燃料タンク１５と燃料電池２とを接続する中継配管などから漏洩する燃料を容易に検出できる。特に、機器搭載領域３６は、閉鎖的な空間であり、燃料電池２、もしくはその近傍の配管系統（図示省略）から燃料が漏洩した場合は、燃料漏洩検出器６５によって漏洩する燃料を速やかに検知できる。また、燃料漏洩検出器６６は、燃料タンク１５の燃料供給元弁５２付近から燃料が漏洩し、走行風などによってタイヤハウス領域３７に漏洩燃料が流れ出しやすい状況下においても、漏洩する燃料を確実に検知できる。
【００５７】
図５は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の主要な装置を示したブロック図である。
【００５８】
図５に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料電池２、モータ８、燃料タンク１５、二次電池１６、電力管理装置１７、モータコントローラ１８および車両コントローラ１９に加えて、ライダーの加速／減速の操作の検知および操作量の計測を行うスロットルセンサ６７と、燃料タンク１５から燃料電池２に向かう燃料の圧力を検出する圧力センサ６８と、燃料タンク１５から燃料電池２に向かう燃料の温度を検出する燃料用温度センサ６９と、燃料漏れ時に燃料タンク１５から燃料電池２に供給される燃料を遮断する燃料供給元弁５２と、燃料タンク１５に流体的に接続して燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁７１と、第一減圧弁７１に流体的に接続して燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁７２と、を備える。なお、図５中、実線矢は燃料である水素ガスおよび空気の流れを示し、破線または破線矢は電力の流れを示し、一点鎖線または一点鎖線矢は制御信号の流れを示す。矢のない線分は双方向の流れを示す。
【００５９】
電力管理装置１７は、燃料電池２の発電電力を制御するとともに、燃料電池２および二次電池１６から送られる電力を１２Ｖ電源に変換し、第２二次電池５６に蓄電する。
【００６０】
モータコントローラ１８は、モータ８の駆動制御に加え、自動二輪車１の減速時や、下り坂走行時にモータ８に発生する負のトルクを電力に変換する回生制御を行う。
【００６１】
車両コントローラ１９は、スロットルセンサ６７が検出するアクセル操作量、圧力センサ６８および燃料用温度センサ６９の検出値を読み取り、燃料電池２、二次電池１６、電力管理装置１７およびモータコントローラ１８との間で状態量の読み取りおよび制御信号の出力を双方向に行い、自動二輪車１の運転制御を行う。
【００６２】
具体的には、車両コントローラ１９は、自動二輪車１の走行に必要なエネルギーが比較的に小さい巡航時や平坦路の走行の際、燃料電池２が発電した電力を電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給するとともに、電力管理装置１７から二次電池１６に供給し、モータ８の駆動に不要な余剰電力を二次電池１６に蓄える。
【００６３】
他方、車両コントローラ１９は、自動二輪車１の走行に必要なエネルギーが比較的に大きい加速時や、上り坂の走行の際、燃料電池２が発電した電力を電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給するとともに、二次電池１６に蓄えられた電力も電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給する。
【００６４】
さらに、車両コントローラ１９は、減速時や、下り坂の走行の際、モータ８を発電機として使用し、モータ８が発電した回生電力を電力管理装置１７から二次電池１６に供給し、蓄える。
【００６５】
ここで、燃料タンク１５から燃料供給元弁５２、第一減圧弁７１および第二減圧弁７２を経て燃料電池２に至る燃料の供給路を燃料供給系統７３と呼ぶ。
【００６６】
第一減圧弁７１は、燃料タンク１５の圧力を一次側圧力とし、これを第一圧力に減圧して第二減圧弁へ送る。
【００６７】
第二減圧弁７２は、第一減圧弁７１の二次側圧力（すなわち、第一圧力）を第二圧力に減圧して燃料電池２へ送る。
【００６８】
なお、燃料タンク１５の圧力、すなわち第一減圧弁７１の一次側圧力は、例えば、高圧ガス保安法における高圧ガスであり、常用の温度で圧力が１ＭＰａ以上、具体的には約７０ＭＰａである。また、第一減圧弁７１の二次側圧力（すなわち、第一圧力）は、常用の温度で圧力が１ＭＰａ未満であることが好ましく、具体的には約２Ｍｐａに設定される。さらに、第二減圧弁７２の二次側圧力（すなわち、第二圧力）は、第一圧力よりも低圧であり、かつ常用の温度で圧力が１ＭＰａ未満であることが好ましく、具体的には約０．４ＭＰａに設定される。
【００６９】
次にフレーム１０、燃料電池２および燃料供給系統７３について詳述する。
【００７０】
図６は、本発明の実施形態に係る自動二輪車のフレーム、燃焼電池および燃料供給系統を示す斜視図である。
【００７１】
図７は、本発明の実施形態に係る自動二輪車のフレーム、燃焼電池および燃料供給系統を示す平面図である。
【００７２】
図６および図７に示すように、自動二輪車１は、燃料を貯蔵可能な燃料タンク１５と、燃料タンク１５に流体的に接続する燃料充填用の継手５５と、燃料タンク１５に流体的に接続して燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁７１と、第一減圧弁７１に流体的に接続して燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁７２と、第二減圧弁７２に流体的に接続して燃料と酸化剤との反応により発電する燃料電池２と、燃料タンク１５、継手５５および第一減圧弁７１の相対的な配置を保って支持する高圧側構造体７５と、第二減圧弁７２および燃料電池２の相対的な配置を保って支持する低圧側構造体７６と、高圧側構造体７５と低圧側構造体７６とを着脱自在に固定可能な主構造体７７と、を備える。
【００７３】
燃料電池２は、搭載箇所における左右の上部フレーム２６間の離間距離よりも大きい幅寸法を有する幅広な直方体形状の装置である。
【００７４】
第一減圧弁７１は、少なくとも一部を左右の上部フレーム２６間に配置する。
【００７５】
自動二輪車１は、燃料タンク１５、継手５５および第一減圧弁７１を高圧側構造体７５に固定して高圧側モジュール７８とし、第二減圧弁７２および燃料電池２を低圧側構造体７６に固定して低圧側モジュール７９とし、それぞれのモジュール７８、７９を個別に取り扱い、フレーム１０に着脱できる。第一減圧弁７１と第二減圧弁７２とを流体的に接続する第一中継配管８１は、それぞれのモジュール７８、７９をフレーム１０に固定した後、接続される。
【００７６】
ここで、先ずフレーム１０について詳述する。
【００７７】
左右それぞれの下部フレーム２５は、ヘッドパイプ２１に接続する前側から順に連接する前傾斜部８２、前湾曲部８３、下水平部８５、後湾曲部８６および後傾斜部８７を有する。前傾斜部８２は、ヘッドパイプ２１との接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる。前湾曲部８３は、前傾斜部８２の下端に連接し、後方に向けて湾曲する。下水平部８５は、前湾曲部８３の後端に連接し、後方へ略水平に延びる。後湾曲部８６は、下水平部８５の後端に連接し、後ろ斜め上方へ向けて湾曲する。後傾斜部８７は、後湾曲部８６の上端に連接し、後ろ上がりに傾斜して延びる。
【００７８】
左右それぞれの上部フレーム２６は、前傾斜部８２の中央部との接続部分から後方へ略水平に延びて後傾斜部８７の頂部に接続し、後部傾斜部８８との接続部分より後部を後ろ上がりに大きく傾斜してヘッドパイプ２１の高さ程度まで延びる。
【００７９】
左右の下水平部８５および左右の上部フレーム２６は燃料タンク１５を協働して囲む。
【００８０】
また、フレーム１０は、高圧側構造体７５と、主構造体７７と、組み合わせた構造物でもある。フレーム１０は、高圧側構造体７５と主構造体７７とを結合する結合構造８９を備える。結合構造８９は、高圧側構造体７５側のフランジ９１と、主構造体７７側のフランジ９２と、それぞれのフランジ９１、９２を結合する締結部材としてのボルト９３と、を備える。
【００８１】
他方、低圧側構造体７６は、Ｕ字形状の枠状に屈折する鋼管であり、上部フレーム２６間に架設される。低圧側構造体７６は、Ｕ字形状の開放端を左右それぞれの上部フレーム２６に結合し、この結合部分から後ろ斜め上方に延びる。
【００８２】
図８は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側構造体を示す斜視図である。
【００８３】
図８に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１の高圧側構造体７５は、下部フレーム２５のうち下水平部８５および後湾曲部８６と、ガードフレーム２９と、を備える。なお、高圧側構造体７５は、下部フレーム２５の一部であって、前傾斜部８２のうち上部フレーム２６との接続部分より下方部分、前湾曲部８３、下水平部８５、後湾曲部８６、および後傾斜部８７のうち上部フレーム２６との接続部分よりも下方部分であり、一体に連接している部分を備えるものでも良い。
【００８４】
また、高圧側構造体７５は、左右の下水平部８５の前端部分に架設されたブリッジフレーム９５と、左右の下水平部８５に架かって燃料タンク１５を固定可能なクランプバンド４９と、左右の後湾曲部８６の上端部近傍に架かり、後ろ斜め上方へ延びる減圧弁支柱９６と、左右の下水平部８５の前端部および左右の後湾曲部８６の上端部にそれぞれ位置するフランジ９１と、を備える。
【００８５】
左右の下部フレーム２５のうち高圧側構造体７５を構成する部分、ブリッジフレーム９５およびガードフレーム２９は、協働して井桁状の構造を構成し燃料タンク１５を支える。
【００８６】
図９および図１０は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側モジュールを示す斜視図である。
【００８７】
図９は、左前側から高圧側モジュール７８を見た斜視図であり、図１０は、右後方から高圧側モジュール７８を見た斜視図である。
【００８８】
図９および図１０に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１の高圧側構造体７５は、燃料タンク１５の胴部を左右側方から挟み込み、かつ燃料タンク１５の胴部の下縁に沿わせて左右の下水平部８５を配置する。後湾曲部８６は、下水平部８５の後端に連接して燃料タンク１５の胴部後縁部を左右から挟み、燃料タンク１５の上下方向の高さの１／２程度（すなわち、胴部の半径程度）の位置まで延びる。
【００８９】
ブリッジフレーム９５は、燃料タンク１５の胴部前縁部の下方に沿って円弧状に延びる。
【００９０】
ガードフレーム２９は、燃料タンク１５の胴部後縁部の左右側方において後湾曲部８６の途中部分に接続し、燃料タンク１５の後方鏡板の下方を保護する。ガードフレーム２９は、燃料タンク１５の後方鏡板に位置するバルブユニット９７の下方にセンタースタンドブラケット９８を備える。センタースタンドブラケット９８はセンタースタンド３４を揺動可能に支える。
【００９１】
減圧弁支柱９６は、バルブユニット９７の上方に第一減圧弁７１を固定するブラケット９９を備える。減圧弁支柱９６は、第一減圧弁７１の少なくとも一部を左右の上部フレーム２６間に配置する高さまで延びる。
【００９２】
クランプバンド４９は、燃料タンク１５の胴部の前縁近傍を固定する前クランプバンド４９ａと、燃料タンク１５の胴部の後縁近傍を固定する後クランプバンド４９ｂと、を備える。
【００９３】
バルブユニット９７は、燃料供給元弁５２と、継手５５に流体的に接続する燃料充填元弁（図示省略）と、安全弁（図示省略）と、を一体に備える。
【００９４】
継手５５は、前クランプバンド４９ａの頂部に位置する継手用架台１０１に固定されてバルブユニット９７から延びる燃料充填用の第二中継配管１０２に接続する。
【００９５】
第一減圧弁７１は、減圧弁支柱９６のブラケット９９の下面側に固定されてバルブユニット９７から延びる燃料供給用の第三中継配管１０３に接続する。第三中継配管１０３は、燃料タンク１５から第一減圧弁７１に至るタンク元圧を負担する。
【００９６】
燃料漏洩検出器６６は、減圧弁支柱９６のブラケット９９の上面側に固定される。
【００９７】
このように構成される高圧側モジュール７８は、高圧側構造体７５によって、燃料供給系統７３のうち、継手５５から燃料タンク１５へ燃料を充填する系統、および燃料タンク１５から第一減圧弁７１へ燃料を導く系統の相対的な位置関係を固定したまま、第二中継配管１０２、第三中継配管１０３に負担を掛けることなく、取り扱いの容易性を向上できる。
【００９８】
図１１は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧構造体を示す斜視図である。
【００９９】
図１２および図１３は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧側モジュールを示す斜視図である。
【０１００】
図１２は、左前側から低圧側モジュール７９を見た斜視図であり、図１３は、下方から低圧側モジュール７９を見た斜視図である。
【０１０１】
図１１から図１３に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１の低圧側構造体７６は、左右一対の平行部１０５と、平行部１０５の後端に連接して車両の内側方向へ折れ曲がり左右の平行部１０５を繋ぐ後部直線部１０６とを備え、全体でＵ字形状の枠状をなす。低圧側構造体７６は、Ｕ字形状の内側に燃料電池２を抱え、換言すると、燃料電池２の左右の側方外側を囲んで延びる。
【０１０２】
左右の平行部１０５は、燃料電池２を固定する燃料電池固定用ブラケット１０７を備える。また、左右の平行部１０５の前端部は、燃料電池２の幅方向にみて窄まり、低圧側モジュール７９をフレーム１０に固定するブラケット１０８を備える。
【０１０３】
後部直線部１０６は、平板状の減圧弁用ブラケット１０９と、フレーム１０に向かって短冊状に延び、低圧側モジュール７９をフレーム１０に固定するブラケット１１１と、を備える。
【０１０４】
燃料電池２は、吸気面２ａを有する天面プレート１１２の左右縁を燃料電池固定用ブラケット１０７に引っ掛けるようにして垂れ下がる。燃料電池２は、平行部１０５よりも上方に上半部を配置し、平行部１０５よりも下方に下半部を配置する。
【０１０５】
第二減圧弁７２は、減圧弁用ブラケット１０９の下面に固定される。他方、減圧弁用ブラケット１０９の上面には第二減圧弁用制御装置１１３がある。
【０１０６】
なお、本実施形態に係る第二減圧弁７２は燃料電池２の後ろ側に位置するが、前側に位置するよう別途ブラケットを設けても良い。第二減圧弁７２が燃料電池２の後ろ側に位置する場合、仮に第二減圧弁７２や燃料電池２との接続部分に漏洩が生じても燃料である水素ガスを機器搭載領域３６の後方寄りに漏らすことになり、車外への迅速な排気が期待できる。他方、第二減圧弁７２が燃料電池２の前側に位置する場合、第一減圧弁７１と距離が近くなり、第一中継配管８１を短縮できる。
【０１０７】
燃料漏洩検出器６５は、燃料電池２に固定された燃料漏洩検出器用ブラケット１１５により支持されて、燃料電池２の上方に位置する。
【０１０８】
このように構成される低圧側モジュール７９は、低圧側構造体７６によって、燃料供給系統７３のうち、第二減圧弁７２から燃料電池２へ燃料を導く系統の相対的な位置関係を固定したまま、取り扱いの容易性を向上できる。
【０１０９】
図１４は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の主構造体を示す斜視図である。
【０１１０】
図１４に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１の主構造体７７は、フレーム１０のうち下部フレーム２５の残部である前傾斜部８２、前湾曲部８３、後傾斜部８７および上部フレーム２６である。なお、主構造体７７は、高圧側構造体７５の構成範囲に応じてフレーム１０の残部により構成できる。
【０１１１】
また、主構造体７７は、左右の前湾曲部８３の後端部および左右の後傾斜部８７の下端部のそれぞれに位置するフランジ９２を備える。
【０１１２】
さらに、主構造体７７は、低圧側構造体７６のブラケット１０８、１１１を固定するブラケット１１６、１１７を備える。主構造体７７側のブラケット１１７は、スイングアーム９の揺動を緩衝するリアサスペンション６１とともに低圧側構造体７６のブラケット１１１を共締めできる。
【０１１３】
このように構成される自動二輪車１は、燃料供給系統７３の漏洩検査において、先ず、高圧側モジュール７８と、低圧側モジュール７９とをそれぞれ個別に検査し、検査の後、フレーム１０にそれぞれのモジュール７８、７９を搭載し、この後、第一減圧弁７１と第二減圧弁７２とを第一中継配管８１で接続して、この第一中継配管８１の接続箇所を検査することで燃料供給系統７３全体の漏洩検査を実施できる。
【０１１４】
ところで、高圧側モジュール７８は、燃料タンク１５に極力大量の燃料（水素ガス）を充填することを目的に、耐圧性能の高い燃料タンク１５を採用することで漏洩検査時の圧力も高くなる。他方、低圧側モジュール７９は、常用の温度で圧力が１ＭＰａ未満、具体的には約０．４ＭＰａの燃料を燃料電池２に送り込むため、漏洩検査時の圧力は高圧側モジュール７８に比べて極めて低い。
【０１１５】
そこで、本実施形態に係る自動二輪車１は、第一減圧弁７１の一次側と第二減圧弁７２の二次側とのそれぞれの圧力に応じて高圧側モジュール７８と低圧側モジュール７９とを分割し、それぞれを個別に漏洩検査できるよう構成したものである。
【０１１６】
すなわち、本実施形態に係る自動二輪車１は、高圧の燃料が流通する燃料タンク１５、継手５５および第一減圧弁７１を強固に保持するため、第二中継配管１０２、１０３を破損することなく、従来の配管接続先行手順において懸念される漏洩発生のリスクを回避できる。
【０１１７】
また、本実施形態に係る自動二輪車１は、低圧側構造体７６によって、燃料が流通する第二減圧弁７２および燃料電池２を強固に保持するため、各装置の接続部分を破損することなく、従来の配管接続先行手順において懸念される漏洩発生のリスクを回避できる。
【０１１８】
さらに、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料供給系統７３全体を取り扱うことなく、高圧の燃料が流通する部分に絞って漏洩検査を実施することが可能であり、漏洩検査における検査対象の重量を軽減して取り扱いの容易性を向上できる。
【０１１９】
さらにまた、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料供給系統７３全体を取り扱うことなく、低圧の燃料が流通する部分に絞って漏洩検査を実施することが可能であり、漏洩検査における検査対象の重量を軽減して取り扱いの容易性を向上できる。
【０１２０】
また、本実施形態に係る自動二輪車１は、主構造体７７から高圧側モジュール７８を取り外した状態で漏洩検査を実施することが可能であり、主構造体７７が漏洩検査の作業性を損なうことがなく、検査の信頼性も向上する。
【０１２１】
さらに、本実施形態に係る自動二輪車１は、主構造体７７から低圧側モジュール７９を取り外した状態で漏洩検査を実施することが可能であり、主構造体７７が漏洩検査の作業性を損なうことがなく、検査の信頼性も向上する。
【０１２２】
さらにまた、本実施形態に係る自動二輪車１は、これら取り扱い容易性、検査の作業性の工場によりライン生産方式に好適する。
【０１２３】
また、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料タンク１５を上部フレーム２６と下部フレーム２５とで囲むことにより、車両が転倒した場合や衝突などのアクシデントから燃料タンク１５を確実かつ堅牢に保護できる。
【０１２４】
さらに、本実施形態に係る自動二輪車１は、第一減圧弁７１の少なくとも一部を左右の上部フレーム２６間に配置することにより、車両が転倒した場合でも高圧の印加される第一減圧弁７１を確実に保護できる。
【０１２５】
したがって、本発明の実施形態に係る自動二輪車１によれば、燃料を貯蔵する燃料タンク１５から燃料電池２に燃料を導く一連の装置（燃料供給系統７３）を容易に組み立てることが可能であり、これらを流体的に接続する流路の漏洩検査の作業性が良好であり、組立作業や検査における取り扱いが容易である。
【符号の説明】
【０１２６】
１ 自動二輪車
２ 燃料電池
２ａ 吸気面
２ｂ 排気口
３ 車両本体
５ 前輪
６ ステアリング機構
７ 後輪
８ モータ
９ スイングアーム
１０ フレーム
１１ 外装
１２ シート
１２ａ 前方部
１２ｂ 後方部
１５ 燃料タンク
１６ 二次電池
１７ 電力管理装置
１８ モータコントローラ
１９ 車両コントローラ
２１ ヘッドパイプ
２２ 上部ダウンフレーム
２３ 下部ダウンフレーム
２５ 下部フレーム
２６ 上部フレーム
２８ ピボット
２９ ガードフレーム
３１ フットレスト
３２ サイドスタンドブラケット
３３ サイドスタンド
３４ センタースタンド
３５ センタートンネル領域
３６ 機器搭載領域
３７ タイヤハウス領域
３９ 隔壁部材
４１ フロントレッグシールドカバー
４２ フロントフレームカバー
４３ フレームカバー
４５ ファン
４７ 排気ダクト
４７ａ 排気口
４９ クランプバンド
４９ａ 前クランプバンド
４９ｂ 後クランプバンド
５２ 燃料供給元弁
５５ 継手
５３ 燃料充填口
５６ 第２二次電池
５７ ハンドル
５８ フロントフォーク
５９ フロントフェンダ
６１ リアサスペンション
６２ 冷却用ダクト
６５ 燃料漏洩検出器
６６ 燃料漏洩検出器
６７ スロットルセンサ
６８ 圧力センサ
６９ 燃料用温度センサ
７１ 第一減圧弁
７２ 第二減圧弁
７３ 燃料供給系統
７５ 高圧側構造体
７６ 低圧側構造体
７７ 主構造体
７８ 高圧側モジュール
７９ 低圧側モジュール
８１ 第一中継配管
８２ 前傾斜部
８３ 前湾曲部
８５ 下水平部
８６ 後湾曲部
８７ 後傾斜部
８８ 後部傾斜部
８９ 結合構造
９１、９２ フランジ
９３ ボルト
９５ ブリッジフレーム
９６ 減圧弁支柱
９７ バルブユニット
９８ センタースタンドブラケット
９９ ブラケット
１０１ 継手用架台
１０２ 第二中継配管
１０３ 第三中継配管
１０５ 平行部
１０６ 後部直線部
１０７ 燃料電池固定用ブラケット
１０８ ブラケット
１０９ 減圧弁用ブラケット
１１１ ブラケット
１１２ 天面プレート
１１３ 第二減圧弁用制御装置
１１５ 燃料漏洩検出器用ブラケット
１１６、１１７ ブラケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池が発電する電力でモータを駆動して走行する自動二輪車が知られている。この自動二輪車は、水素ガスを貯蔵する水素タンクと、水素タンクに水素ガスを充填可能な燃料充填用継手と、水素タンクに接続する複数の減圧弁と、水素ガスと空気中の酸素との反応により発電する燃料電池と、を備える。また、自動二輪車は、これら水素タンク、燃料充填用継手、複数の減圧弁および燃料電池などの装置を固定するフレームと、適宜、これらの装置間を流体的に接続する中継配管と、を備える（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０７８６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水素タンク、燃料充填用継手、複数の減圧弁および燃料電池などの装置をフレームに取り付ける手順として、先ずこれらの装置間を中継配管で流体的に接続し、この後、これら装置および中継配管の流体的な接続を保ったままフレームへ取り付け付けて固定する手順（以下、「配管接続先行手順」と呼ぶ）がある。一方、先ずこれらの装置間をフレームに取り付けて固定し、この後、これら装置を中継配管で流体的に接続する手順（以下、「フレーム取付先行手順」と呼ぶ）がある。いずれの手順においても、水素タンクから燃料電池に水素ガスを導く流路は、常用の圧力を印加して接続部分毎に気密性を保証するための漏洩検査を行う必要が有る。
【０００５】
しかしながら、配管接続先行手順の場合、水素タンク、継手、複数の減圧弁および燃料電池などの装置を一括して取り扱いフレームへ取り付ける必要が有り、これら装置間の相対的な位置関係を保つことが難しく、相対的な位置関係の変化を生じる虞が高い。この装置間の相対的な位置関係の変化は、中継配管や、中継配管と装置との継手部分を損傷したり、漏洩を誘発したりする。
【０００６】
また、フレーム取付先行手順の場合、当然、水素タンク、継手、複数の減圧弁および燃料電池、中継配管などの装置をフレームに取り付けた状態で漏洩検査を行うことになり、検査対象の重量が増して取り扱いの容易性が低下する。また、中継配管と装置との継手部分の近傍にフレームが位置する場合、漏洩検査の作業性が低下するとともに、検査の信頼性をも低下させかねない。さらに、これら取り扱い容易性、検査の作業性の低下は、ライン生産方式に適さない。
【０００７】
そこで、本発明は、燃料を貯蔵するタンクから燃料電池に燃料を導く一連の装置を容易に組み立てることが可能であり、これらを流体的に接続する流路の漏洩検査の作業性が良好であり、組立作業や検査における取り扱いの容易な自動二輪車を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するため本発明に係る自動二輪車は、燃料を貯蔵可能な燃料タンクと、前記燃料タンクに流体的に接続する燃料充填用の継手と、前記燃料タンクに流体的に接続して前記燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁と、前記第一減圧弁に流体的に接続して前記燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁と、前記第二減圧弁に流体的に接続して燃料と酸化剤との反応により発電する燃料電池と、前記燃料タンク、前記継手および前記第一減圧弁の相対的な配置を保って支持する高圧側構造体と、前記第二減圧弁および前記燃料電池の相対的な配置を保って支持する低圧側構造体と、前記高圧側構造体と前記低圧側構造体とを着脱自在に固定可能な主構造体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料を貯蔵するタンクから燃料電池に燃料を導く一連の装置を容易に組み立てることが可能であり、これらを流体的に接続する流路の漏洩検査の作業性が良好であり、組立作業や検査における取り扱いの容易な自動二輪車を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図。
【図２】本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図。
【図３】本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る自動二輪車の後半部を部分的に示した斜視図。
【図５】本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の主要な装置を示したブロック図。
【図６】本発明の実施形態に係る自動二輪車のフレーム、燃焼電池および燃料供給系統を示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態に係る自動二輪車のフレーム、燃焼電池および燃料供給系統を示す平面図。
【図８】本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側構造体を示す斜視図。
【図９】本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側モジュールを示す斜視図。
【図１０】本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側モジュールを示す斜視図。
【図１１】本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧構造体を示す斜視図。
【図１２】本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧側モジュールを示す斜視図。
【図１３】本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧側モジュールを示す斜視図。
【図１４】本発明の実施形態に係る自動二輪車の主構造体を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る車両駆動用モータの冷却装置の実施の形態について、図１から図１４を参照して説明する。
【００１２】
図１および図２は、本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。
【００１３】
図３は、本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す斜視図である。
【００１４】
図１は、自動二輪車１の外観を示す図であり、図２および図３は、自動二輪車１の外装を部分的に切り欠きまたは除去して内部構造を示す図である。
【００１５】
また、説明を容易にするため、自動二輪車１の前方に実線矢Ｆ、後方に実線矢Ｒを付す。
【００１６】
図４は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の後半部を部分的に示した斜視図である。
【００１７】
図１から図４に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料電池２が発電する電力によりモータ８を駆動して走行する燃料電池自動二輪車である。自動二輪車１は、スクータ型の自動二輪車である。自動二輪車１は、前後に延びる車両本体３と、操舵輪である前輪５と、前輪５を操舵可能に支えるステアリング機構６と、駆動輪である後輪７と、後輪７を駆動するモータ８と、後輪７を支えるスイングアーム９と、を備える。
【００１８】
燃料電池２は、燃料と酸化剤との反応により発電する。燃料電池２は、燃料として水素ガスを使用し、酸化剤として空気中の酸素を使用する空冷式燃料電池システムである。
【００１９】
車両本体３は、車両の前後に延びるフレーム１０と、フレーム１０を覆う外装１１と、フレーム１０後半部の上方に位置するシート１２と、を備える。
【００２０】
また、車両本体３は、燃料により発電する燃料電池２と、燃料電池２の発電に使用する燃料を貯蔵可能な燃料タンク１５と、燃料電池２の電力を補助する二次電池１６と、燃料電池２の出力電圧の調整と燃料電池２および二次電池１６の電力分配制御とを行う電力管理装置１７と、電力管理装置１７から直流電力を受け取り三相交流電力に変換してモータ８の運転制御を行うモータコントローラ１８と、これらを統括的に管理して運転制御を行う車両コントローラ１９と、を備える。自動二輪車１のパワートレインは、燃料電池２および二次電池１６を有するハイブリッドシステムである。
【００２１】
フレーム１０は、複数の鋼鉄製中空管を一体に組み合わせたものであり、前端上部に位置するヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１の中央部分から後ろ下がりに傾斜して延びる上部ダウンフレーム２２と、上部ダウンフレーム２２と、下部ダウンフレーム２３と、左右一対の下部フレーム２５と、左右一対の上部フレーム２６と、ピボット２８と、ガードフレーム２９と、を備える。
【００２２】
ヘッドパイプ２１は、フレーム１０の前端上部に位置し、ステアリング機構６を車両の左右方向へ回転可能に支持する。
【００２３】
上部ダウンフレーム２２は、ヘッドパイプ２１の中央部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる。
【００２４】
下部ダウンフレーム２３は、ヘッドパイプ２１の下部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる。
【００２５】
左右一対の下部フレーム２５は、下部ダウンフレーム２３を挟み込んでヘッドパイプ２１の下部に接続し、この接続部分から後ろ下がりに傾斜して延び、この傾斜部分の下端を後方に向けて湾曲し、この湾曲部分の後端から車両本体３の前後に沿って車両本体３の中央部分に達する位置まで直線状に延び、この直線部分の後端部から後上方に向けて湾曲し、この湾曲部分の上端部から後ろ上がりに傾斜して延びて上部フレーム２６に接続する。左右一対の下部フレーム２５は、前側の湾曲部分にライダーが足を載せるためのフットレスト３１を備える。車両本体３の左側にある下部フレーム２５は、サイドスタンドブラケット３２を備える。サイドスタンドブラケット３２は、左側へ傾斜する自動二輪車１を自立状態で支えるサイドスタンド３３を備える。サイドスタンド３３は、自動二輪車１を支える展開位置と走行のための格納位置との間を揺動できる。
【００２６】
左右一対の上部フレーム２６は、車両本体３の前半部において下部ダウンフレーム２３の前側傾斜部分の中央部に接続し、この接続部分から車両本体３の後方に向かって略水平に延び、車両本体３の後半部であり後輪７の上方部分において後ろ上がりに大きく傾斜し、ヘッドパイプ２１と同程度の高さまで延びる。
【００２７】
ピボット２８は、車両本体３の後半部において左右の上部フレーム２６間に架かる。また、ピボット２８は、上部フレーム２６と下部フレーム２５との接続部分よりも後方に位置する。
【００２８】
ガードフレーム２９は、左右の下部ダウンフレーム２３の後側に位置する屈曲部分の間に架かり、下部ダウンフレーム２３との接続部分から後ろ下がりに膨らみＵ字形状をなす。ガードフレーム２９は、直立する自動二輪車１を自立状態で支えるセンタースタンド３４を備える。センタースタンド３４は、自動二輪車１を支える展開位置と走行のための格納位置との間を揺動する。
【００２９】
シート１２は、車両本体３の後半上部に位置し、フレーム１０の後半部上方を覆って前後に延びる。シート１２は、タンデム式であり、ライダーが着座するための前方部１２ａと、パッセンジャーが着座するための後方部１２ｂとを一体的に備える。
【００３０】
ここで、左右の上部フレーム２６および左右の下部フレーム２５で囲む空間をセンタートンネル領域３５と呼び、上部フレーム２６の後半部、外装１１およびシート１２で囲む空間を機器搭載領域３６と呼び、センタートンネル領域３５の後方かつ機器搭載領域３６の下方の空間をタイヤハウス領域３７と呼ぶ。
【００３１】
センタートンネル領域３５は、燃料タンク１５を収容する。
【００３２】
機器搭載領域３６は、車両本体３の前方側から順に二次電池１６、電力管理装置１７、燃料電池２を収容する。また、機器搭載領域３６は、電力管理装置１７の左右いずれかの側方、例えば車両本体３の左側方に並ぶモータコントローラ１８を収容する。
【００３３】
タイヤハウス領域３７は後輪７の配置箇所である。
【００３４】
隔壁部材３９は、機器搭載領域３６とタイヤハウス領域３７との間に挟まり、それぞれの領域を分断する。
【００３５】
外装１１は、車両本体３の前半部を覆うフロントレッグシールドカバー４１と、車両本体３の中央上部に位置して上部フレーム２６の上方を覆うフロントフレームカバー４２と、車両本体３の後半部に位置して車両本体３の側面のうちシート１２の下方部分を覆うフレームカバー４３と、を備える。
【００３６】
フレームカバー４３は、シート１２とともに機器搭載領域３６を区画する。機器搭載領域３６は、シート１２、フレームカバー４３および隔壁部材３９が囲む閉鎖的な空間であり、フレームカバー４３、もしくは隔壁部材３９の適宜の箇所に通気孔（図示省略）を配置することによって、燃料電池２への空気の流れを容易、かつ確実に制御できるとともに、冷却が必要な装置へ冷却風としての空気の流れを容易、かつ確実に供給できる。なお、機器搭載領域３６は、気密空間である必要はなく、各カバーの継ぎ目などから空気が入り込むことを許容する。
【００３７】
燃料電池２は、機器搭載領域３６の後半側に位置する。さらに具体的には、燃料電池２は、シート１２の後方部１２ｂの下方であり、上部フレーム２６が後ろ上がりに大きく傾斜する部分に位置する。燃料電池２は、扁平な立方体形状の装置である。燃料電池２は、投影面積が最も大きい吸気面２ａに空気の導入口を有し、車両の後方を臨む面に排気口２ｂを有する。燃料電池２は、吸気面２ａを前上方に向け、より詳しくはシート１２の前方部１２ａと後方部１２ｂとの段差部分に向けて、前傾する姿勢でフレーム１０に固定される。これにより、燃料電池２は、吸気面２ａとシート１２との間に比較的大きな隙間を確保して機器搭載領域３６の雰囲気（空気）を十分に吸い込むことができる。
【００３８】
また、燃料電池２は、機器搭載領域３６の雰囲気（空気）を吸気面２ａに吸い込むため、吸込負圧を発生するファン４５を備える。燃料電池２は、燃料タンク１５から供給された水素ガスと空気に含まれる酸素との化学反応により発電し、この後、湿潤な余剰ガスを排気口２ｂから排出する。この過程で、燃料電池２は空気によって冷却される。排気口２ｂは、排気ダクト４７に接続する。
【００３９】
排気ダクト４７は、燃料電池２の後方に位置し、車両本体３の後端に開口する排気口４７ａへ燃料電池２の排気を導く。排気ダクト４７の前方下端部は燃料電池２の排気口２ｂに接続する。排気口４７ａは、燃料電池２の排気口２ｂよりも上方、望ましくは排気ダクト４７の後方上端部に位置する。排気ダクト４７は、燃料電池２の排気口２ｂよりも上方に位置する排気口４７ａを有することで、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを確実に車両本体３から排気する。
【００４０】
燃料タンク１５は、高圧圧縮水素貯蔵システムであり、燃料電池２の燃料としての水素ガスを貯蔵するアルミライナ製複合容器である。例えば、燃料タンク１５は、約３０ＭＰａから約７０ＭＰａの水素ガスを貯蔵可能な容器である。燃料タンク１５は、前後の端面にドーム状の鏡板を有する円筒形状のタンクである。燃料タンク１５は円筒胴の中心線を車両本体３の前後方向へ向けてセンタートンネル領域３５に位置する。
【００４１】
また、燃料タンク１５は、左右の下部フレーム２５の間に架設されるクランプバンド４９によって固定される。
【００４２】
燃料供給元弁５２は、電磁弁を用いた遮断弁であり、燃料タンク１５から燃料電池２へ向かう燃料の供給と遮断とを行う。燃料供給元弁５２は、燃料タンク１５の後方側の鏡板の頂部に位置する。
【００４３】
継手５５は、燃料タンク１５に流体的に接続して燃料タンク１５内に燃料としての水素ガスを充填可能な継手である。継手５５は、燃料タンク１５の胴部の上方に位置して車両本体３の上方に向けて延びる。継手５５の燃料充填口５３は、機器搭載領域３６の外側であり、上部ダウンフレーム２２の近傍であり、燃料タンク１５の前方側鏡板の上方近傍に位置して二次電池１６から十分に離れる。また、燃料充填口５３は、フロントフレームカバー４２に覆われる。
【００４４】
また、燃料充填口５３は、車両本体３の上方を向く。燃料タンク１５に燃料を充填する際、フロントフレームカバー４２を開放した状態において、燃料充填口５３の上方は、雰囲気に開放する空間になる。したがって、燃料の充填作業において仮に燃料が漏洩しても、漏洩燃料が滞留することはない。さらに、燃料充填口５３は、通常のガソリンエンジンを備えたスクータ型の自動二輪車における燃料給油口と配置を同じくするので、違和感を生じることがない。
【００４５】
二次電池１６は、箱形状のリチウムイオン電池である。二次電池１６は、機器搭載領域３６の前側に位置し、より具体的には、燃料タンク１５の後方側鏡板の上方、かつシート１２の前方部１２ａの下方に位置して自動二輪車１の仮想的な水平面に略直立する。
【００４６】
自動二輪車１は、二次電池１６の他に、メータ類（図示省略）、ランプ類（図示省略）用の電源として１２Ｖ系の電力を供給する第２二次電池５６を備える。第２二次電池５６は、燃料タンク１５の側方（例えば燃料タンク１５の右側方）に位置する。第２二次電池５６は、燃料充填口５３よりも下方かつ燃料タンク１５の燃料供給元弁５２よりも前方に位置する。仮に燃料である水素ガスが燃料充填口５３から漏洩しても、水素ガスは自動二輪車１の上方に向かって上昇するので、外装１１内に滞留することなく、車外に拡散する。また、仮に燃料である水素ガスが燃料供給元弁５２から漏洩しても、水素ガスはタイヤハウス領域３７に向かって移動するので、外装１１内に滞留することなく、車外に拡散する。
【００４７】
電力管理装置１７は、二次電池１６および燃料電池２の間に挟まり位置する。また、電力管理装置１７は、扁平な立方体形状の装置であり、天面を後ろ斜め上方へ向けて傾き燃料電池２を臨み、フレーム１０に固定される。
【００４８】
電力管理装置１７の側方に並ぶモータコントローラ１８も、電力管理装置１７と同様に、二次電池１６および燃料電池２の間に挟まり位置する。モータコントローラ１８も、扁平な立方体形状の装置であり、天面を後ろ斜め上方へ向けて傾き燃料電池２を臨み、フレーム１０に固定される。
【００４９】
自動二輪車１は、二次電池１６、電力管理装置１７、モータコントローラ１８および燃料電池２を上述のように配置することで、電気的な接続関係が隣り合う装置を極力近接する位置に配置することが可能であり、装置間の配線長を短く、配線に係る重量を軽くすることができる。
【００５０】
車両コントローラ１９は、下部フレーム２５の前方に位置して燃料タンク１５の前方側鏡板に対面する。
【００５１】
ステアリング機構６は、車両本体３の前方に位置し、フレーム１０のヘッドパイプ２１を中心に左右方向へ回転し前輪５の操舵を可能にする。ステアリング機構６は、頂部に位置するハンドル５７と、ハンドル５７と前輪５との間を若干後傾して上下に延びる左右一対のフロントフォーク５８と、を備える。左右のフロントフォーク５８は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造を備え、下端部に前輪を回転自在に支持するとともに前輪５の上方にフロントフェンダ５９を支持する。
【００５２】
前輪５は、左右のフロントフォーク５８の下端部に架かる車軸の周りに回転自在な従動輪である。
【００５３】
スイングアーム９は、車両本体３の左右へ延びる回転中心としてのピボット２８の周りに上下方向へ揺動できる。スイングアーム９は所謂片持ち式であり、車両本体３の左右いずれか一方側（ここでは左方側）から片持ち状に後輪７を支える。リアサスペンション６１は、フレーム１０とスイングアーム９との間に介在してスイングアーム９の揺動を緩衝する。冷却用ダクト６２は、機器搭載領域３６とモータ８とを接続し、機器搭載領域３６内の空気をモータ８の冷却風として案内する。リアサスペンション６１は、フレーム１０とスイングアーム９との間に架かり、スイングアーム９の揺動を干渉する。
【００５４】
後輪７は、スイングアーム９の後端部において車両本体３の左右いずれか一方側（ここでは左方側）から片持ち状に延びる車軸の周りに回転自在な駆動輪である。
【００５５】
モータ８は、燃料電池２の出力により後輪７を駆動する自動二輪車１の原動機である。モータ８は、スイングアーム９に一体的に組み付き、ユニットスイング式スイングアームを構成する。
【００５６】
また、車両本体３は、燃料の漏洩を検出可能な燃料漏洩検出器６５、６６を備える。具体的には、燃料漏洩検出器６５、６６は、水素ガスを検出可能な水素ガス検出器である。燃料漏洩検出器６５は、機器搭載領域３６、すなわちシート１２の下方空間のうち上方寄りに配置される。燃料漏洩検出器６６は、センタートンネル領域３５のうち燃料供給元弁５２近傍の空間の上方寄りであり、かつタイヤハウス領域３７に接近した位置にある。水素ガスは機器搭載領域３６およびセンタートンネル領域３５の雰囲気である空気よりも軽く、燃料電池２や、燃料タンク１５、燃料タンク１５と燃料電池２とを接続する中継配管などから漏洩する燃料を容易に検出できる。特に、機器搭載領域３６は、閉鎖的な空間であり、燃料電池２、もしくはその近傍の配管系統（図示省略）から燃料が漏洩した場合は、燃料漏洩検出器６５によって漏洩する燃料を速やかに検知できる。また、燃料漏洩検出器６６は、燃料タンク１５の燃料供給元弁５２付近から燃料が漏洩し、走行風などによってタイヤハウス領域３７に漏洩燃料が流れ出しやすい状況下においても、漏洩する燃料を確実に検知できる。
【００５７】
図５は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の一例として燃料電池自動二輪車の主要な装置を示したブロック図である。
【００５８】
図５に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料電池２、モータ８、燃料タンク１５、二次電池１６、電力管理装置１７、モータコントローラ１８および車両コントローラ１９に加えて、ライダーの加速／減速の操作の検知および操作量の計測を行うスロットルセンサ６７と、燃料タンク１５から燃料電池２に向かう燃料の圧力を検出する圧力センサ６８と、燃料タンク１５から燃料電池２に向かう燃料の温度を検出する燃料用温度センサ６９と、燃料漏れ時に燃料タンク１５から燃料電池２に供給される燃料を遮断する燃料供給元弁５２と、燃料タンク１５に流体的に接続して燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁７１と、第一減圧弁７１に流体的に接続して燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁７２と、を備える。なお、図５中、実線矢は燃料である水素ガスおよび空気の流れを示し、破線または破線矢は電力の流れを示し、一点鎖線または一点鎖線矢は制御信号の流れを示す。矢のない線分は双方向の流れを示す。
【００５９】
電力管理装置１７は、燃料電池２の発電電力を制御するとともに、燃料電池２および二次電池１６から送られる電力を１２Ｖ電源に変換し、第２二次電池５６に蓄電する。
【００６０】
モータコントローラ１８は、モータ８の駆動制御に加え、自動二輪車１の減速時や、下り坂走行時にモータ８に発生する負のトルクを電力に変換する回生制御を行う。
【００６１】
車両コントローラ１９は、スロットルセンサ６７が検出するアクセル操作量、圧力センサ６８および燃料用温度センサ６９の検出値を読み取り、燃料電池２、二次電池１６、電力管理装置１７およびモータコントローラ１８との間で状態量の読み取りおよび制御信号の出力を双方向に行い、自動二輪車１の運転制御を行う。
【００６２】
具体的には、車両コントローラ１９は、自動二輪車１の走行に必要なエネルギーが比較的に小さい巡航時や平坦路の走行の際、燃料電池２が発電した電力を電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給するとともに、電力管理装置１７から二次電池１６に供給し、モータ８の駆動に不要な余剰電力を二次電池１６に蓄える。
【００６３】
他方、車両コントローラ１９は、自動二輪車１の走行に必要なエネルギーが比較的に大きい加速時や、上り坂の走行の際、燃料電池２が発電した電力を電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給するとともに、二次電池１６に蓄えられた電力も電力管理装置１７からモータコントローラ１８を経由し、モータ８に供給する。
【００６４】
さらに、車両コントローラ１９は、減速時や、下り坂の走行の際、モータ８を発電機として使用し、モータ８が発電した回生電力を電力管理装置１７から二次電池１６に供給し、蓄える。
【００６５】
ここで、燃料タンク１５から燃料供給元弁５２、第一減圧弁７１および第二減圧弁７２を経て燃料電池２に至る燃料の供給路を燃料供給系統７３と呼ぶ。
【００６６】
第一減圧弁７１は、燃料タンク１５の圧力を一次側圧力とし、これを第一圧力に減圧して第二減圧弁へ送る。
【００６７】
第二減圧弁７２は、第一減圧弁７１の二次側圧力（すなわち、第一圧力）を第二圧力に減圧して燃料電池２へ送る。
【００６８】
なお、燃料タンク１５の圧力、すなわち第一減圧弁７１の一次側圧力は、例えば、高圧ガス保安法における高圧ガスであり、常用の温度で圧力が１ＭＰａ以上、具体的には約７０ＭＰａである。また、第一減圧弁７１の二次側圧力（すなわち、第一圧力）は、常用の温度で圧力が１ＭＰａ未満であることが好ましく、具体的には約２Ｍｐａに設定される。さらに、第二減圧弁７２の二次側圧力（すなわち、第二圧力）は、第一圧力よりも低圧であり、かつ常用の温度で圧力が１ＭＰａ未満であることが好ましく、具体的には約０．４ＭＰａに設定される。
【００６９】
次にフレーム１０、燃料電池２および燃料供給系統７３について詳述する。
【００７０】
図６は、本発明の実施形態に係る自動二輪車のフレーム、燃焼電池および燃料供給系統を示す斜視図である。
【００７１】
図７は、本発明の実施形態に係る自動二輪車のフレーム、燃焼電池および燃料供給系統を示す平面図である。
【００７２】
図６および図７に示すように、自動二輪車１は、燃料を貯蔵可能な燃料タンク１５と、燃料タンク１５に流体的に接続する燃料充填用の継手５５と、燃料タンク１５に流体的に接続して燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁７１と、第一減圧弁７１に流体的に接続して燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁７２と、第二減圧弁７２に流体的に接続して燃料と酸化剤との反応により発電する燃料電池２と、燃料タンク１５、継手５５および第一減圧弁７１の相対的な配置を保って支持する高圧側構造体７５と、第二減圧弁７２および燃料電池２の相対的な配置を保って支持する低圧側構造体７６と、高圧側構造体７５と低圧側構造体７６とを着脱自在に固定可能な主構造体７７と、を備える。
【００７３】
燃料電池２は、搭載箇所における左右の上部フレーム２６間の離間距離よりも大きい幅寸法を有する幅広な直方体形状の装置である。
【００７４】
第一減圧弁７１は、少なくとも一部を左右の上部フレーム２６間に配置する。
【００７５】
自動二輪車１は、燃料タンク１５、継手５５および第一減圧弁７１を高圧側構造体７５に固定して高圧側モジュール７８とし、第二減圧弁７２および燃料電池２を低圧側構造体７６に固定して低圧側モジュール７９とし、それぞれのモジュール７８、７９を個別に取り扱い、フレーム１０に着脱できる。第一減圧弁７１と第二減圧弁７２とを流体的に接続する第一中継配管８１は、それぞれのモジュール７８、７９をフレーム１０に固定した後、接続される。
【００７６】
ここで、先ずフレーム１０について詳述する。
【００７７】
左右それぞれの下部フレーム２５は、ヘッドパイプ２１に接続する前側から順に連接する前傾斜部８２、前湾曲部８３、下水平部８５、後湾曲部８６および後傾斜部８７を有する。前傾斜部８２は、ヘッドパイプ２１との接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる。前湾曲部８３は、前傾斜部８２の下端に連接し、後方に向けて湾曲する。下水平部８５は、前湾曲部８３の後端に連接し、後方へ略水平に延びる。後湾曲部８６は、下水平部８５の後端に連接し、後ろ斜め上方へ向けて湾曲する。後傾斜部８７は、後湾曲部８６の上端に連接し、後ろ上がりに傾斜して延びる。
【００７８】
左右それぞれの上部フレーム２６は、前傾斜部８２の中央部との接続部分から後方へ略水平に延びて後傾斜部８７の頂部に接続し、後部傾斜部８８との接続部分より後部を後ろ上がりに大きく傾斜してヘッドパイプ２１の高さ程度まで延びる。
【００７９】
左右の下水平部８５および左右の上部フレーム２６は燃料タンク１５を協働して囲む。
【００８０】
また、フレーム１０は、高圧側構造体７５と、主構造体７７と、組み合わせた構造物でもある。フレーム１０は、高圧側構造体７５と主構造体７７とを結合する結合構造８９を備える。結合構造８９は、高圧側構造体７５側のフランジ９１と、主構造体７７側のフランジ９２と、それぞれのフランジ９１、９２を結合する締結部材としてのボルト９３と、を備える。
【００８１】
他方、低圧側構造体７６は、Ｕ字形状の枠状に屈折する鋼管であり、上部フレーム２６間に架設される。低圧側構造体７６は、Ｕ字形状の開放端を左右それぞれの上部フレーム２６に結合し、この結合部分から後ろ斜め上方に延びる。
【００８２】
図８は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側構造体を示す斜視図である。
【００８３】
図８に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１の高圧側構造体７５は、下部フレーム２５のうち下水平部８５および後湾曲部８６と、ガードフレーム２９と、を備える。なお、高圧側構造体７５は、下部フレーム２５の一部であって、前傾斜部８２のうち上部フレーム２６との接続部分より下方部分、前湾曲部８３、下水平部８５、後湾曲部８６、および後傾斜部８７のうち上部フレーム２６との接続部分よりも下方部分であり、一体に連接している部分を備えるものでも良い。
【００８４】
また、高圧側構造体７５は、左右の下水平部８５の前端部分に架設されたブリッジフレーム９５と、左右の下水平部８５に架かって燃料タンク１５を固定可能なクランプバンド４９と、左右の後湾曲部８６の上端部近傍に架かり、後ろ斜め上方へ延びる減圧弁支柱９６と、左右の下水平部８５の前端部および左右の後湾曲部８６の上端部にそれぞれ位置するフランジ９１と、を備える。
【００８５】
左右の下部フレーム２５のうち高圧側構造体７５を構成する部分、ブリッジフレーム９５およびガードフレーム２９は、協働して井桁状の構造を構成し燃料タンク１５を支える。
【００８６】
図９および図１０は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の高圧側モジュールを示す斜視図である。
【００８７】
図９は、左前側から高圧側モジュール７８を見た斜視図であり、図１０は、右後方から高圧側モジュール７８を見た斜視図である。
【００８８】
図９および図１０に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１の高圧側構造体７５は、燃料タンク１５の胴部を左右側方から挟み込み、かつ燃料タンク１５の胴部の下縁に沿わせて左右の下水平部８５を配置する。後湾曲部８６は、下水平部８５の後端に連接して燃料タンク１５の胴部後縁部を左右から挟み、燃料タンク１５の上下方向の高さの１／２程度（すなわち、胴部の半径程度）の位置まで延びる。
【００８９】
ブリッジフレーム９５は、燃料タンク１５の胴部前縁部の下方に沿って円弧状に延びる。
【００９０】
ガードフレーム２９は、燃料タンク１５の胴部後縁部の左右側方において後湾曲部８６の途中部分に接続し、燃料タンク１５の後方鏡板の下方を保護する。ガードフレーム２９は、燃料タンク１５の後方鏡板に位置するバルブユニット９７の下方にセンタースタンドブラケット９８を備える。センタースタンドブラケット９８はセンタースタンド３４を揺動可能に支える。
【００９１】
減圧弁支柱９６は、バルブユニット９７の上方に第一減圧弁７１を固定するブラケット９９を備える。減圧弁支柱９６は、第一減圧弁７１の少なくとも一部を左右の上部フレーム２６間に配置する高さまで延びる。
【００９２】
クランプバンド４９は、燃料タンク１５の胴部の前縁近傍を固定する前クランプバンド４９ａと、燃料タンク１５の胴部の後縁近傍を固定する後クランプバンド４９ｂと、を備える。
【００９３】
バルブユニット９７は、燃料供給元弁５２と、継手５５に流体的に接続する燃料充填元弁（図示省略）と、安全弁（図示省略）と、を一体に備える。
【００９４】
継手５５は、前クランプバンド４９ａの頂部に位置する継手用架台１０１に固定されてバルブユニット９７から延びる燃料充填用の第二中継配管１０２に接続する。
【００９５】
第一減圧弁７１は、減圧弁支柱９６のブラケット９９の下面側に固定されてバルブユニット９７から延びる燃料供給用の第三中継配管１０３に接続する。第三中継配管１０３は、燃料タンク１５から第一減圧弁７１に至るタンク元圧を負担する。
【００９６】
燃料漏洩検出器６６は、減圧弁支柱９６のブラケット９９の上面側に固定される。
【００９７】
このように構成される高圧側モジュール７８は、高圧側構造体７５によって、燃料供給系統７３のうち、継手５５から燃料タンク１５へ燃料を充填する系統、および燃料タンク１５から第一減圧弁７１へ燃料を導く系統の相対的な位置関係を固定したまま、第二中継配管１０２、第三中継配管１０３に負担を掛けることなく、取り扱いの容易性を向上できる。
【００９８】
図１１は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧構造体を示す斜視図である。
【００９９】
図１２および図１３は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の低圧側モジュールを示す斜視図である。
【０１００】
図１２は、左前側から低圧側モジュール７９を見た斜視図であり、図１３は、下方から低圧側モジュール７９を見た斜視図である。
【０１０１】
図１１から図１３に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１の低圧側構造体７６は、左右一対の平行部１０５と、平行部１０５の後端に連接して車両の内側方向へ折れ曲がり左右の平行部１０５を繋ぐ後部直線部１０６とを備え、全体でＵ字形状の枠状をなす。低圧側構造体７６は、Ｕ字形状の内側に燃料電池２を抱え、換言すると、燃料電池２の左右の側方外側を囲んで延びる。
【０１０２】
左右の平行部１０５は、燃料電池２を固定する燃料電池固定用ブラケット１０７を備える。また、左右の平行部１０５の前端部は、燃料電池２の幅方向にみて窄まり、低圧側モジュール７９をフレーム１０に固定するブラケット１０８を備える。
【０１０３】
後部直線部１０６は、平板状の減圧弁用ブラケット１０９と、フレーム１０に向かって短冊状に延び、低圧側モジュール７９をフレーム１０に固定するブラケット１１１と、を備える。
【０１０４】
燃料電池２は、吸気面２ａを有する天面プレート１１２の左右縁を燃料電池固定用ブラケット１０７に引っ掛けるようにして垂れ下がる。燃料電池２は、平行部１０５よりも上方に上半部を配置し、平行部１０５よりも下方に下半部を配置する。
【０１０５】
第二減圧弁７２は、減圧弁用ブラケット１０９の下面に固定される。他方、減圧弁用ブラケット１０９の上面には第二減圧弁用制御装置１１３がある。
【０１０６】
なお、本実施形態に係る第二減圧弁７２は燃料電池２の後ろ側に位置するが、前側に位置するよう別途ブラケットを設けても良い。第二減圧弁７２が燃料電池２の後ろ側に位置する場合、仮に第二減圧弁７２や燃料電池２との接続部分に漏洩が生じても燃料である水素ガスを機器搭載領域３６の後方寄りに漏らすことになり、車外への迅速な排気が期待できる。他方、第二減圧弁７２が燃料電池２の前側に位置する場合、第一減圧弁７１と距離が近くなり、第一中継配管８１を短縮できる。
【０１０７】
燃料漏洩検出器６５は、燃料電池２に固定された燃料漏洩検出器用ブラケット１１５により支持されて、燃料電池２の上方に位置する。
【０１０８】
このように構成される低圧側モジュール７９は、低圧側構造体７６によって、燃料供給系統７３のうち、第二減圧弁７２から燃料電池２へ燃料を導く系統の相対的な位置関係を固定したまま、取り扱いの容易性を向上できる。
【０１０９】
図１４は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の主構造体を示す斜視図である。
【０１１０】
図１４に示すように、本実施形態に係る自動二輪車１の主構造体７７は、フレーム１０のうち下部フレーム２５の残部である前傾斜部８２、前湾曲部８３、後傾斜部８７および上部フレーム２６である。なお、主構造体７７は、高圧側構造体７５の構成範囲に応じてフレーム１０の残部により構成できる。
【０１１１】
また、主構造体７７は、左右の前湾曲部８３の後端部および左右の後傾斜部８７の下端部のそれぞれに位置するフランジ９２を備える。
【０１１２】
さらに、主構造体７７は、低圧側構造体７６のブラケット１０８、１１１を固定するブラケット１１６、１１７を備える。主構造体７７側のブラケット１１７は、スイングアーム９の揺動を緩衝するリアサスペンション６１とともに低圧側構造体７６のブラケット１１１を共締めできる。
【０１１３】
このように構成される自動二輪車１は、燃料供給系統７３の漏洩検査において、先ず、高圧側モジュール７８と、低圧側モジュール７９とをそれぞれ個別に検査し、検査の後、フレーム１０にそれぞれのモジュール７８、７９を搭載し、この後、第一減圧弁７１と第二減圧弁７２とを第一中継配管８１で接続して、この第一中継配管８１の接続箇所を検査することで燃料供給系統７３全体の漏洩検査を実施できる。
【０１１４】
ところで、高圧側モジュール７８は、燃料タンク１５に極力大量の燃料（水素ガス）を充填することを目的に、耐圧性能の高い燃料タンク１５を採用することで漏洩検査時の圧力も高くなる。他方、低圧側モジュール７９は、常用の温度で圧力が１ＭＰａ未満、具体的には約０．４ＭＰａの燃料を燃料電池２に送り込むため、漏洩検査時の圧力は高圧側モジュール７８に比べて極めて低い。
【０１１５】
そこで、本実施形態に係る自動二輪車１は、第一減圧弁７１の一次側と第二減圧弁７２の二次側とのそれぞれの圧力に応じて高圧側モジュール７８と低圧側モジュール７９とを分割し、それぞれを個別に漏洩検査できるよう構成したものである。
【０１１６】
すなわち、本実施形態に係る自動二輪車１は、高圧の燃料が流通する燃料タンク１５、継手５５および第一減圧弁７１を強固に保持するため、第二中継配管１０２、１０３を破損することなく、従来の配管接続先行手順において懸念される漏洩発生のリスクを回避できる。
【０１１７】
また、本実施形態に係る自動二輪車１は、低圧側構造体７６によって、燃料が流通する第二減圧弁７２および燃料電池２を強固に保持するため、各装置の接続部分を破損することなく、従来の配管接続先行手順において懸念される漏洩発生のリスクを回避できる。
【０１１８】
さらに、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料供給系統７３全体を取り扱うことなく、高圧の燃料が流通する部分に絞って漏洩検査を実施することが可能であり、漏洩検査における検査対象の重量を軽減して取り扱いの容易性を向上できる。
【０１１９】
さらにまた、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料供給系統７３全体を取り扱うことなく、低圧の燃料が流通する部分に絞って漏洩検査を実施することが可能であり、漏洩検査における検査対象の重量を軽減して取り扱いの容易性を向上できる。
【０１２０】
また、本実施形態に係る自動二輪車１は、主構造体７７から高圧側モジュール７８を取り外した状態で漏洩検査を実施することが可能であり、主構造体７７が漏洩検査の作業性を損なうことがなく、検査の信頼性も向上する。
【０１２１】
さらに、本実施形態に係る自動二輪車１は、主構造体７７から低圧側モジュール７９を取り外した状態で漏洩検査を実施することが可能であり、主構造体７７が漏洩検査の作業性を損なうことがなく、検査の信頼性も向上する。
【０１２２】
さらにまた、本実施形態に係る自動二輪車１は、これら取り扱い容易性、検査の作業性の工場によりライン生産方式に好適する。
【０１２３】
また、本実施形態に係る自動二輪車１は、燃料タンク１５を上部フレーム２６と下部フレーム２５とで囲むことにより、車両が転倒した場合や衝突などのアクシデントから燃料タンク１５を確実かつ堅牢に保護できる。
【０１２４】
さらに、本実施形態に係る自動二輪車１は、第一減圧弁７１の少なくとも一部を左右の上部フレーム２６間に配置することにより、車両が転倒した場合でも高圧の印加される第一減圧弁７１を確実に保護できる。
【０１２５】
したがって、本発明の実施形態に係る自動二輪車１によれば、燃料を貯蔵する燃料タンク１５から燃料電池２に燃料を導く一連の装置（燃料供給系統７３）を容易に組み立てることが可能であり、これらを流体的に接続する流路の漏洩検査の作業性が良好であり、組立作業や検査における取り扱いが容易である。
【符号の説明】
【０１２６】
１ 自動二輪車
２ 燃料電池
２ａ 吸気面
２ｂ 排気口
３ 車両本体
５ 前輪
６ ステアリング機構
７ 後輪
８ モータ
９ スイングアーム
１０ フレーム
１１ 外装
１２ シート
１２ａ 前方部
１２ｂ 後方部
１５ 燃料タンク
１６ 二次電池
１７ 電力管理装置
１８ モータコントローラ
１９ 車両コントローラ
２１ ヘッドパイプ
２２ 上部ダウンフレーム
２３ 下部ダウンフレーム
２５ 下部フレーム
２６ 上部フレーム
２８ ピボット
２９ ガードフレーム
３１ フットレスト
３２ サイドスタンドブラケット
３３ サイドスタンド
３４ センタースタンド
３５ センタートンネル領域
３６ 機器搭載領域
３７ タイヤハウス領域
３９ 隔壁部材
４１ フロントレッグシールドカバー
４２ フロントフレームカバー
４３ フレームカバー
４５ ファン
４７ 排気ダクト
４７ａ 排気口
４９ クランプバンド
４９ａ 前クランプバンド
４９ｂ 後クランプバンド
５２ 燃料供給元弁
５５ 継手
５３ 燃料充填口
５６ 第２二次電池
５７ ハンドル
５８ フロントフォーク
５９ フロントフェンダ
６１ リアサスペンション
６２ 冷却用ダクト
６５ 燃料漏洩検出器
６６ 燃料漏洩検出器
６７ スロットルセンサ
６８ 圧力センサ
６９ 燃料用温度センサ
７１ 第一減圧弁
７２ 第二減圧弁
７３ 燃料供給系統
７５ 高圧側構造体
７６ 低圧側構造体
７７ 主構造体
７８ 高圧側モジュール
７９ 低圧側モジュール
８１ 第一中継配管
８２ 前傾斜部
８３ 前湾曲部
８５ 下水平部
８６ 後湾曲部
８７ 後傾斜部
８８ 後部傾斜部
８９ 結合構造
９１、９２ フランジ
９３ ボルト
９５ ブリッジフレーム
９６ 減圧弁支柱
９７ バルブユニット
９８ センタースタンドブラケット
９９ ブラケット
１０１ 継手用架台
１０２ 第二中継配管
１０３ 第三中継配管
１０５ 平行部
１０６ 後部直線部
１０７ 燃料電池固定用ブラケット
１０８ ブラケット
１０９ 減圧弁用ブラケット
１１１ ブラケット
１１２ 天面プレート
１１３ 第二減圧弁用制御装置
１１５ 燃料漏洩検出器用ブラケット
１１６、１１７ ブラケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯蔵可能な燃料タンクと、
前記燃料タンクに流体的に接続する燃料充填用の継手と、
前記燃料タンクに流体的に接続して前記燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁と、
前記第一減圧弁に流体的に接続して前記燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁と、
前記第二減圧弁に流体的に接続して燃料と酸化剤との反応により発電する燃料電池と、
前記燃料タンク、前記継手および前記第一減圧弁の相対的な配置を保って支持する高圧側構造体と、
前記第二減圧弁および前記燃料電池の相対的な配置を保って支持する低圧側構造体と、
前記高圧側構造体と前記低圧側構造体とを着脱自在に固定可能な主構造体と、を備えることを特徴とする自動二輪車。
【請求項２】
前記第一減圧弁と前記第二減圧弁とを流体的に接続する着脱自在な中継配管を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
【請求項３】
前記高圧側構造体および前記主構造体は、
ヘッドパイプと、
前記ヘッドパイプとの接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる前傾斜部、前記前傾斜部の下端に連接して後方に向けて湾曲する前湾曲部、前記前湾曲部の後端に連接して後方へ略水平に延びる下水平部、および前記下水平部の後端に連接して後ろ斜め上方へ向けて湾曲する後湾曲部、前記後湾曲部の上端に連接して後ろ上がりに傾斜して延びる後傾斜部をそれぞれ有する左右一対の下部フレームと、
前記前傾斜部の中央部との接続部分から後方へ略水平に延びて前記後傾斜部に接続しさらに後方へ延びる左右一対の上部フレームと、を備え、
左右の前記下水平部および前記左右の上部フレームは前記燃料タンクを協働して囲み、
前記高圧側構造体は、下部フレームの一部であって、前記前傾斜部のうち前記上部フレームとの接続部分より下方部分、前記前湾曲部、前記下水平部、前記後湾曲部、および前記後傾斜部のうち前記上部フレームとの接続部分よりも下方部分であり、前記主構造体は下部フレームの残部と前記上部フレームを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車。
【請求項４】
前記高圧側構造体は前記第一減圧弁の少なくとも一部を前記左右の上部フレーム間に配置する減圧弁支柱を備えることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車。
【請求項５】
前記主構造体は、ヘッドパイプと、前記ヘッドパイプとの接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる前傾斜部と、前記前傾斜部の中央部との接続部分から前後方向へ略水平に延びる左右一対の上部フレームと、を備え、
前記低圧側構造体は、前記上部フレーム間に架設することを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車。
【請求項６】
前記燃料電池は、前記左右の上部フレーム間の離間距離よりも大きい幅寸法を有し、
前記低圧側構造体は、前記燃料電池の左右の側方外側を囲んで延びることを特徴とする請求項５に記載の自動二輪車。
【請求項７】
前記第二減圧弁は前記燃料電池の前側または後ろ側に位置することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自動二輪車。
【請求項１】
燃料を貯蔵可能な燃料タンクと、
前記燃料タンクに流体的に接続する燃料充填用の継手と、
前記燃料タンクに流体的に接続して前記燃料の圧力を第一圧力に減圧する第一減圧弁と、
前記第一減圧弁に流体的に接続して前記燃料の圧力を第二圧力に減圧する第二減圧弁と、
前記第二減圧弁に流体的に接続して燃料と酸化剤との反応により発電する燃料電池と、
前記燃料タンク、前記継手および前記第一減圧弁の相対的な配置を保って支持する高圧側構造体と、
前記第二減圧弁および前記燃料電池の相対的な配置を保って支持する低圧側構造体と、
前記高圧側構造体と前記低圧側構造体とを着脱自在に固定可能な主構造体と、を備えることを特徴とする自動二輪車。
【請求項２】
前記第一減圧弁と前記第二減圧弁とを流体的に接続する着脱自在な中継配管を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
【請求項３】
前記高圧側構造体および前記主構造体は、
ヘッドパイプと、
前記ヘッドパイプとの接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる前傾斜部、前記前傾斜部の下端に連接して後方に向けて湾曲する前湾曲部、前記前湾曲部の後端に連接して後方へ略水平に延びる下水平部、および前記下水平部の後端に連接して後ろ斜め上方へ向けて湾曲する後湾曲部、前記後湾曲部の上端に連接して後ろ上がりに傾斜して延びる後傾斜部をそれぞれ有する左右一対の下部フレームと、
前記前傾斜部の中央部との接続部分から後方へ略水平に延びて前記後傾斜部に接続しさらに後方へ延びる左右一対の上部フレームと、を備え、
左右の前記下水平部および前記左右の上部フレームは前記燃料タンクを協働して囲み、
前記高圧側構造体は、下部フレームの一部であって、前記前傾斜部のうち前記上部フレームとの接続部分より下方部分、前記前湾曲部、前記下水平部、前記後湾曲部、および前記後傾斜部のうち前記上部フレームとの接続部分よりも下方部分であり、前記主構造体は下部フレームの残部と前記上部フレームを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車。
【請求項４】
前記高圧側構造体は前記第一減圧弁の少なくとも一部を前記左右の上部フレーム間に配置する減圧弁支柱を備えることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車。
【請求項５】
前記主構造体は、ヘッドパイプと、前記ヘッドパイプとの接続部分から後ろ下がりに傾斜して延びる前傾斜部と、前記前傾斜部の中央部との接続部分から前後方向へ略水平に延びる左右一対の上部フレームと、を備え、
前記低圧側構造体は、前記上部フレーム間に架設することを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車。
【請求項６】
前記燃料電池は、前記左右の上部フレーム間の離間距離よりも大きい幅寸法を有し、
前記低圧側構造体は、前記燃料電池の左右の側方外側を囲んで延びることを特徴とする請求項５に記載の自動二輪車。
【請求項７】
前記第二減圧弁は前記燃料電池の前側または後ろ側に位置することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自動二輪車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−７１６７１（Ｐ２０１３−７１６７１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３２３８（Ｐ２０１１−２１３２３８）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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