(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が着座するシートの下方に配置され、高圧の水素ガスが充填される複数の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）と、
前記水素ボンベ（２００、２０２、２０４）から供給される水素と空気とを反応させることにより、燃料電池車両（１０）の走行に必要な電力を生成する燃料電池（５０）と、
前記燃料電池（５０）から供給される電力に基づいて前記燃料電池車両（１０）の駆動力を生成するモータを含む動力ユニット（６２）と、前記動力ユニット（６２）における出力の制御を行なう制御部（５４、５６）と、
を備えた燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、
前記複数の高圧な水素ボンベ（２００、２０２、２０４）は、その長手方向が前記燃料電池車両（１０）の前後方向を指向するように配置され、
前記それぞれの水素ボンベ（２００、２０２、２０４）同士は、前記燃料電池車両（１０）の幅方向の左右に隣接して設けられる少なくとも第１乃至第３の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を有し、
前記第１乃至第３の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）は俵積み状態で配置されるとともに、前記第２と前記第３の水素ボンベ（２０２、２０４）の上部に運転者用足置き部（２１０ａ、２１０ｂ）が形成され、
前記第１の水素ボンベ（２００）の長手方向長さをそれよりも下方に配置された前記第２と前記第３の水素ボンベ（２０２、２０４）よりも短くし、前記第１の水素ボンベ（２００）の一方の端部は前記燃料電池（５０）に未達の部位で終端し、
前記燃料電池（５０）は、その長手方向が前記燃料電池車両（１０）の長手方向に対して略垂直になるように配置され、前記第２及び前記第３の水素ボンベ（２０２、２０４）は、前記燃料電池（５０）の下方まで延在することを特徴とする燃料電池車両の水素ボンベ取付構造。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、
前記燃料電池（５０）が、運転者が着座するシートの下方に配置されることを特徴とする燃料電池車両の水素ボンベ取付構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、
前記複数の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）は、それぞれ締結手段（８２、９０、９８）によって前記燃料電池車両（１０）に取り付けられることを特徴とする燃料電池車両の水素ボンベ取付構造。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、
前記締結手段（８２、９０、９８）は前記水素ボンベ（２００、２０２、２０４）の直径に対応する保持リング（８２、９０、９８）からなり、前記保持リング（８２、９０、９８）は半円状の固定ハーフリング（８４ａ、９２ａ、１００ａ）と、前記固定ハーフリング（８４ａ、９２ａ、１００ａ）に対して開閉自在な可動ハーフリング（８４ｂ、９２ｂ、１００ｂ）からなることを特徴とする燃料電池車両の水素ボンベ取付構造。
【請求項５】
請求項４記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、
前記保持リング（８２、９０、９８）は、第１乃至第３の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を保持する第１乃至第３の保持リング（８２、９０、９８）を有し、
前記水素ボンベ（２００、２０２、２０４）は、少なくとも前記第１の水素ボンベ（２００）の直径が前記第２又は第３の水素ボンベ（２０２、２０４）の直径よりも小であり、前記第１の保持リング（８２）の内径は前記第２又は第３の保持リング（９０、９８）の内径よりも小であることを特徴とする燃料電池車両の水素ボンベ取付構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、
前記第１の水素ボンベ（２００）を包被するカバー（２１２）を設け、前記カバー（２１２）は前記運転者用足置き部（２１０ａ、２１０ｂ）と一体的に構成されていることを特徴とする燃料電池車両の水素ボンベ取付構造。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、
前記燃料電池車両（１０）は、スクータタイプであることを特徴とする燃料電池車両の水素ボンベ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車両の水素ボンベ取付構造に関し、一層詳細には、燃料電池二輪車や燃料電池三輪車における水素ボンベ取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、燃料電池システムにより発電した電力をモータに供給し、このモータによって車輪を駆動する燃料電池車両が開発されている。この燃料電池システムでは、反応ガス（酸素）と燃料ガス（水素）を燃料電池（燃料電池スタック）に供給し、該燃料電池で電気化学反応を生じさせることで発電し、その電力は、前記のように、モータの駆動電力として利用される。通常、反応ガスは、空気中からコンプレッサ等を介して取り込まれ、燃料ガスは燃料電池車両に搭載した燃料ボンベ（水素ボンベ）から供給される。
【０００３】
特許文献１は、水素ガス等の燃料ガスを貯蔵する燃料ボンベと、この燃料ボンベから燃料ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、前記燃料電池で発電された電力を貯蔵する二次電池とを備えた燃料電池二輪車を開示している。この特許文献１に開示されている燃料電池二輪車は、いわゆる鞍乗り型であるために、運転者の足を載置するためのステップは、通常のガソリンエンジンを利用する自動二輪車と同様に、燃料ボンベの搭載位置に拘りなく設定される。実際、特許文献１に開示されている燃料電池車両では、燃料電池と燃料ボンベと二次電池の３者を略上下に重なる状態で配設支持したことにより、燃料電池車両を構成する主要コンポーネントが集中配置化され、それによって組立性、メンテナンス性が向上するとともに、スペースが効率的に利用され、さらに、重量物の集中配置により、マスが集中化し、前輪及び後輪への荷重分担が適正化されて車両の運動性能及び操縦安定性が向上する、との技術的効果がうたわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７８６２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃料ボンベを、例えば、スクータタイプの燃料電池二輪車に搭載する場合には、運転者が着座するシートの前方且つ下方に足置き場所を設ける必要があり、その足置き場所近傍に前記燃料ボンベを配置しようとすると、両者の位置関係を十分に考慮しなければならない。特に、走行距離を十分に確保すべく燃料ボンベを複数個搭載するようなスクーターである場合には、これら複数の燃料ボンベと、スクーターの足置き場所の配置位置に工夫しなければならないことは言うまでもない。
【０００６】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたものであって、複数の水素ボンベを搭載する燃料電池車両において、当該車両の低重心化を確保しながら走行距離の延長を図ることができ、さらに、運転者の足の跨ぎ性をも向上させることが可能である燃料電池車両の水素ボンベ取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本願の請求項１で特定される発明は、運転者が着座するシートの下方に配置され、高圧の水素ガスが充填される複数の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）と、前記水素ボンベ（２００、２０２、２０４）から供給される水素と空気とを反応させることにより、燃料電池車両（１０）の走行に必要な電力を生成する燃料電池（５０）と、前記燃料電池（５０）から供給される電力に基づいて前記燃料電池車両（１０）の駆動力を生成するモータを含む動力ユニット（６２）と、前記動力ユニット（６２）における出力の制御を行なう制御部（５４、５６）と、を備えた燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、前記複数の高圧な水素ボンベ（２００、２０２、２０４）は、その長手方向が前記燃料電池車両（１０）の前後方向を指向するように配置され、前記それぞれの水素ボンベ（２００、２０２、２０４）同士は、前記燃料電池車両（１０）の幅方向の左右に隣接して設けられる少なくとも第１乃至第３の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を有し、前記第１乃至第３の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）は俵積み状態で配置されるとともに、前記第２と前記第３の水素ボンベ（２０２、２０４）の上部に運転者用足置き部（２１０ａ、２１０ｂ）が形成され、前記第１の水素ボンベ（２００）の長手方向長さをそれよりも下方に配置された前記第２と前記第３の水素ボンベ（２０２、２０４）よりも短くし、前記第１の水素ボンベ（２００）の一方の端部は前記燃料電池（５０）に未達の部位で終端し、前記燃料電池（５０）は、その長手方向が前記燃料電池車両（１０）の長手方向に対して略垂直になるように配置され、前記第２及び前記第３の水素ボンベ（２０２、２０４）は、前記燃料電池（５０）の下方まで延在することを特徴とする。
【０００８】
このように、運転者の足置き部（２１０ａ、２１０ｂ）の下方に隣接して、比較的重量がある第２と第３の水素ボンベ（２０２、２０４）を配置し、さらに、これら第２と第３の水素ボンベ（２０２、２０４）の間に第１の水素ボンベ（２００）を設けたので、燃料ガスとして供給される水素ガスの貯蔵量が増大し、これによって、燃料電池車両（１０）の走行距離が著しく向上するとともに、運転者は前記第２と第３の水素ボンベ（２０２、２０４）の上部に設けられた足置き部（２１０ａ、２１０ｂ）にそれぞれ足を載置することができるため、跨ぎ性が向上するという効果が得られる。
【００１０】
また、燃料電池車両（１０）の前後方向における長さを短くすることができ、一層燃料電池車両（１０）の小型化を図ることが可能となるとともに、重量バランスの向上をも達成することができるという利点が得られる。
【００１２】
また、燃料電池（５０）を燃料電池車両（１０）の長手方向に対して略垂直にすることによって、さらに燃料電池車両（１０）の前後方向の長さを短くすることができ、小型化を一層促進することが可能となる。
【００１３】
本願の請求項２で特定される発明は、請求項１記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、前記燃料電池（５０）が、運転者が着座するシートの下方に配置されることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によって、比較的重量の大きな燃料電池（５０）を燃料電池車両（１０）の略中心部に配置できるため、燃料電池車両（１０）自体の重量バランスを一層向上させることができる。
【００１５】
本願の請求項３で特定される発明は、請求項１又は２記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、前記複数の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）が、それぞれ締結手段（８２、９０、９８）によって前記燃料電池車両（１０）に取り付けられることを特徴とする。
【００１６】
それによって、複数の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を燃料電池車両（１０）に対して、個々に強固に固定させることが可能となるとともに、必要に応じて締結手段（８２、９０、９８）を緩めて個々に水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を取り外すこともでき、メンテナンス性が一層よくなるという効果を奏する。
【００１７】
本願の請求項４で特定される発明は、請求項３記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、前記締結手段（８２、９０、９８）が前記水素ボンベ（２００、２０２、２０４）の直径に対応する保持リング（８２、９０、９８）からなり、前記保持リング（８２、９０、９８）は半円状の固定ハーフリング（８４ａ、９２ａ、１００ａ）と、前記固定ハーフリング（８４ａ、９２ａ、１００ａ）に対して開閉自在な可動ハーフリング（８４ｂ、９２ｂ、１００ｂ）からなることを特徴とする。
【００１８】
本願の請求項４で特定される発明によれば、締結手段としての保持リング（８２、９０、９８）を固定ハーフリング（８４ａ、９２ａ、１００ａ）と、それに対して開閉自在な可動ハーフリング（８４ｂ、９２ｂ、１００ｂ）で構成したので、廉価であるとともに、堅牢に水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を保持できる効果が得られる。
【００１９】
本願の請求項５で特定される発明は、請求項４記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、前記保持リング（８２、９０、９８）は、第１乃至第３の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を保持する第１乃至第３の保持リング（８２、９０、９８）を有し、前記水素ボンベ（２００、２０２、２０４）が、少なくとも前記第１の水素ボンベ（２００）の直径が前記第２又は第３の水素ボンベ（２０２、２０４）の直径よりも小であり、前記第１の保持リング（８２）の内径は前記第２又は第３の保持リング（９０、９８）の内径よりも小であることを特徴とする。
【００２０】
本願の請求項５で特定される発明によれば、第１の水素ボンベ（２００）に対して、その直径外周に適合する第１の保持リング（８２）を用い、第２の水素ボンベ（２０２）、第３の水素ボンベ（２０４）の直径外周に適合する第２と第３の保持リング（９０、９８）を用いているので、前記水素ボンベ（２００、２０２、２０４）に対する緊締度が著しく向上する効果が得られる。
【００２１】
本願の請求項６で特定される発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、前記第１の水素ボンベ（２００）を包被するカバー（２１２）を設け、前記カバー（２１２）は前記運転者用足置き部（２１０ａ、２１０ｂ）と一体的に構成されていることを特徴とする。
【００２２】
本願の請求項６で特定される発明によれば、第１の水素ボンベ（２００）を包被するカバー（２１２）と足置き部（２１０ａ、２１０ｂ）を一体構成したので、剛性が増し、しかも部品点数も少なく、取り付け工数も削減できるという効果が得られる。
【００２３】
本願の請求項７で特定される発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池車両の水素ボンベ取付構造において、前記燃料電池車両（１０）が、スクータタイプであることを特徴とする。
【００２４】
本願の請求項７で特定される発明によれば、燃料電池車両（１０）がスクータタイプであるので、一層足跨ぎ性が向上するという利点がある。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、燃料電池車両（１０）において、第１乃至第３の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を恰も俵積みのように配置したので、重量バランスを向上させることが可能となり、しかも少なくとも第１乃至第３の水素ボンベ（２００、２０２、２０４）を備えることから走行距離が延長され、さらに第１の水素ボンベ２００の両側に足を載せることが可能であるために跨ぎ性が向上し、小型化が一層促進され、且つ維持管理も容易である等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明に係る燃料電池車両の、特に、水素ボンベを取り除いた燃料電池二輪車の骨格を示す要部斜視説明図である。
【図２】図２は、図１に示される燃料電池二輪車の、特に、水素ボンベを取り付けるための第１乃至第３保持リングを装着した状態の要部斜視説明図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示される燃料電池二輪車の、特に、水素ボンベを取り付けた状態の要部斜視説明図である。
【図４】図４は、燃料電池二輪車に他の機器を組み込んだ状態の要部左側面図である。
【図５】図５は、燃料電池二輪車に他の機器を組み込んだ状態の要部右側面図である。
【図６】図６は、燃料電池二輪車に他の機器を組み込んだ状態の要部背面図である。
【図７】図７は、燃料電池二輪車に組み込まれる第１乃至第３保持リングの斜視説明図である。
【図８】図８は、図７に示される第１乃至第３保持リングの固着関係を示す正面説明図である。
【図９】図９は、水素ボンベを俵積み状態にした概念図を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る燃料電池車両の水素ボンベ取付構造について、それを組み込む燃料電池二輪車との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、この水素ボンベ取付構造は、燃料電池三輪車の如く、他の形式の燃料電池車両にも用いることが可能であることは言うまでもない。
【００２８】
先ず、本発明では、図９に示すように、長尺で且つ大径な２本の第２と第３の水素燃料貯留ボンベ（以下、水素ボンベという）Ｂ１、Ｂ２をその長手方向が平行となるように配置し、これらの水素ボンベＢ１、Ｂ２の境界部分上部に第１の水素ボンベＡを配置することを基本概念とする。第１水素ボンベＡの直径は、第２と第３の水素ボンベＢ１、Ｂ２と同径であってもよいが、場合によっては、これら第２と第３の水素ボンベＢ１とＢ２よりも小径であってもよく、また、必要に応じてこれらよりも大径でもよい。さらに、前記第１水素ボンベＡの長さは、前記第２と第３の水素ボンベＢ１、Ｂ２と同じ長さであってもよいが、それらよりも短い場合が好ましいこともある。勿論、第１水素ボンベＡの長さが、前記第２と第３の水素ボンベＢ１、Ｂ２よりも長いこともあり得る。なお、図９では、前記第２と第３の水素ボンベＢ１、Ｂ２の周壁が互いに接しているように図示されているが、互いに離間して延在してもよいことは勿論である。
【００２９】
図１〜３は、本発明に係る燃料電池二輪車の骨格を示す要部斜視説明図であり、図４は、図１に示す燃料電池二輪車に種々の機器を組み込んだ状態の左側面図であり、図５は、図１乃至図３の燃料電池二輪車に種々の機器を組み込んだ状態の右側面図である。
【００３０】
本実施形態に係る燃料電池車両としての鞍乗り型燃料電池二輪車１０は、操舵輪としての前輪１２を保持するフロントフォーク１４を有し、前記フロントフォーク１４は、ヘッドパイプ１６に回動自在に軸支されている。ヘッドパイプ１６は、ステアリングシステム１８を構成し、前記ステアリングシステム１８は、前記フロントフォーク１４を介して前記前輪１２を所望の方向に変位させるための操向ハンドル２０を含む。フロントフォーク１４の下端部側には、フロントサスペンション２２、２２が、前記前輪１２を跨ぐように設けられ、その一方の側には、ブレーキ系２４が設けられて、図示しない運転者の操作下に前輪１２に対しての制動動作を行なうよう構成されている。
【００３１】
左右一対のメインフレーム２６、２６は、それぞれその一端部がヘッドパイプ１６に接続される一方、他端部は下方へと延在して一対のアンダーフレーム２８、２８の途上に連結されている。前記一対のアンダーフレーム２８、２８は、前記のように、メインフレーム２６、２６の連結部位からその前方且つ水平方向へと若干延在して後、立ち上がり、その一端部は、ヘッドパイプ１６の下端側の高さまで延在する。メインフレーム２６、２６の途上には、それぞれ湾曲するサブフレーム３０、３０の一端部が接続されるとともに、このサブフレーム３０、３０の他端側は、ヘッドパイプ１６の下端部に接続されている。前記アンダーフレーム２８、２８の一端部は、メインフレーム２６、２６側へと立ち上がった後、前記サブフレーム３０、３０に連結される。
【００３２】
一対のアンダーフレーム２８、２８の隅角部には、ロッド３２が橋架されて、該アンダーフレーム２８、２８やメインフレーム２６、２６の剛性を高めている。それぞれのアンダーフレーム２８、２８の立ち上がり部位の下部には、外方へと延在する短尺なロッド３４、３４が設けられる。アンダーフレーム２８、２８の下端側は、一方において後方へと水平方向に延在し、その端部が若干屈曲して立ち上がる形状を有している。前記ロッド３４、３４から前記アンダーフレーム２８、２８の立ち上がり部位の直前に至るように、第１サポートフレーム２９、２９が橋架されている。アンダーフレーム２８、２８のメインフレーム２６、２６の連結部分からやや後方向にあって、第２サポートフレーム３３、３３がそれぞれ一旦外方へと指向して立ち上がって後、屈曲して内側に指向して撓曲する。前記第２サポートフレーム３３、３３の先端部は互いに対面して、その間にスペースが形成される。前記メインフレーム２６、２６の途上にも、それぞれ内方へと指向して延在する第３サポートフレーム３５、３５が突出形成され、その先端部は第２サポートフレーム３３、３３の間隔と同距離で離間し且つ互いに対向して終端する。アンダーフレーム２８、２８には、さらに、前記第２サポートフレーム３３、３３の立ち上がり位置に対応し且つ前記アンダーフレーム２８、２８の下方へと屈曲して橋架される第４のサポートフレーム３７が設けられる。
【００３３】
このように構成されるアンダーフレーム２８、２８の後方へと延在する水平部分には、立ち上がりフレーム３６、３６が立設され、この立ち上がりフレーム３６、３６の終端部から後方へとリアフレーム３８、３８が延在する。立ち上がりフレーム３６、３６とリアフレーム３８、３８とは同一の金属製パイプで形成されることが好ましいが別体であってもよい。さらに、一対のアンダーフレーム２８、２８の他端側には、環状部材４２、４２を介して略Ｕ字状の第５のサポートフレーム４４が橋架されている。前記一対の立ち上がりフレーム３６の下端部内側に支持板４６が固定され、この支持板４６に燃料電池５０が垂直方向へと立ち上がって位置決め固定される。
【００３４】
水平方向へと延在するリアフレーム３８、３８には、図示しない荷台が渡架されるとともに、このリアフレーム３８、３８には、制御部としてのＶＣＵ５４（電圧制御ユニット）とＰＤＵ５６（パワードライブユニット）が固定される。前記リアフレーム３８の下方に後輪６０が配設される。前記後輪６０は、駆動モータを含む動力ユニット６２によって回転駆動される。前記動力ユニット６２は、一対の立ち上がりフレーム３６、３６の他端部に固着されている環状部材４２、４２の内部に図示しない軸部材を挿通することで燃料電池二輪車１０の一側部に保持され、リアサスペンション６４により揺動自在である。
【００３５】
前記一側部には、図１に示すように、後述する第１乃至第３の水素ボンベから供給される高圧の水素ガスを徐々に減圧して前記燃料電池５０へと供給するための水素ガス供給系６６ａ〜６６ｃが設けられるとともに、緊急時に水素ガスを地面方向に指向して放出するための緊急開放弁６８が設けられている（図４参照）。
【００３６】
一方、この燃料電池二輪車の他側部には、図６に示すように、燃料電池５０に対して所定圧の酸素（反応ガス）を供給するための過給機７０、前記燃料電池５０を適度に加湿することにより水素と酸素とを電気化学反応させるための加湿器７２及び後述する水素ボンベに変圧の水素ガスを充填するための水素充填口７４が設けられている（図５参照）。なお、該燃料電池５０内で水素と酸素とが電気化学反応することによって生成された水は、後輪６０に近接して配設されている生成水排出部７６から外部へと排出される。
【００３７】
この場合、特に、本実施の形態に係る燃料電池二輪車１０では、後輪６０を中心に考えるとき、その一側部に動力ユニット６２、リアサスペンション６４、水素ガス供給系６６ａ、６６ｂ、緊急開放弁６８を設け、他側部に過給機７０、加湿器７２及び水素充填口７４を設けている。ＶＣＵ５４、ＰＤＵ５６の配置位置と相俟って燃料電池二輪車１０の重量バランスを考慮したためである。
【００３８】
ところで、燃料電池５０は、その作動中温度制御される必要がある。最適な条件下で水素と酸素とを電気化学反応させたりするためである。そこで、前記燃料電池５０に冷却用媒体を供給すべくポンプ７８が前記メインフレーム２６とアンダーフレーム２８との間に設けられ、図示しない配管系を介して燃料電池５０に連結されている。
【００３９】
さらに、燃料電池二輪車１０には、前記アンダーフレーム２８、２８を利用して、一対の二次電池８０、８０が設けられる。前記燃料電池５０で発電された電力を蓄え、回生動作時に発生する電力を蓄え、また、前記動力ユニット６２に対して駆動用電力を供給するとともに、電装部品、例えば、ＶＣＵ５４、ＰＤＵ５６、前燈灯等に必要とされる電力を供給するためである。
【００４０】
そこで、本実施の形態では、第３サポートフレーム３５、３５の間の先端部に形成された空間に金属製板状体を環状に形成した第１保持リング８２を設ける。図７に示すように、第１保持リング８２は、一組の固定ハーフリング８４ａと可動ハーフリング８４ｂとからなり、前記固定ハーフリング８４ａと可動ハーフリング８４ｂの一端部は、ヒンジ部材８６によって開閉自在に係着され、他端部はフランジに形成された穴にボルト８８を挿通してナットで緊締されるように構成されている。さらに、前記第１保持リング８２の下部に、第２保持リング９０と、この第２保持リング９０に軸芯を平行とする第３保持リング９８が溶接等によって固着される。第２保持リング９０は、一方の固定ハーフリング９２ａと他方の可動ハーフリング９２ｂによって環状を呈する幅広な金属製板状体からなり、その一端部がヒンジ部材９４によって開閉自在に係着されるとともに、その直径方向の他端部は、ボルト９６によって締付けることができる。同様に、第３保持リング９８の一方の固定ハーフリング１００ａと、他方の可動ハーフリング１００ｂは、その一端部がヒンジ部材１０２によって開閉自在に係着され、直径方向にある他方の端部は、ボルト１０４によって締付けることができる。一対の第２サポートフレーム３３、３３にも、第３サポートフレーム３５、３５と同様に、前記第１保持リング８２、第２保持リング９０、第３保持リング９８が固着される。
【００４１】
前記第１保持リング８２、第２保持リング９０及び第３保持リング９８には、前記水素充填口７４から充填された高圧の水素ガスを貯蔵するための第１水素ボンベ２００、第２水素ボンベ２０２及び第３水素ボンベ２０４が取り付けられる。すなわち、ボルト８８、９６、１０４をそれぞれ緩めることによってヒンジ部材８６、９４、１０２を介して可動ハーフリング８４ｂ、９２ｂ、１００ｂを開成し、前記第１〜第３の水素ボンベ２００、２０２、２０４を固定ハーフリング８４ａ、９２ａ、１００ａ上に載置した上で、前記ヒンジ部材８６、９４、１００を介して前記可動ハーフリング８４ｂ、９２ｂ、１００ｂを開成し、再びボルト８８、９６、１０４を螺回する。これによって、第１〜第３水素ボンベ２００、２０２、２０４がしっかりと固定されることになる。なお、この場合、第１水素ボンベ２００は、第２水素ボンベ２０２及び第３水素ボンベ２０４よりもその長手方向の長さが短尺に形成されているとともに、その直径もこれら第２水素ボンベ２０２、第３水素ボンベ２０４よりも小径である。従って、第１水素ボンベ２００の一方の端部は、燃料電池５０の正面まで延在して当接することはなく未達状態である。第２水素ボンベ２０２及び第３水素ボンベ２０４の一方の端部は、燃料電池５０を支持する支持板４６の下方まで延在する。
【００４２】
このように配置される第２水素ボンベ２０２と第３水素ボンベ２０４の上部にメインフレーム２６、２６及び立ち上がりフレーム３６を利用して、これらの第２と第３の水素ボンベ２０２、２０４を包被すべく一対の平板状の足置き部２１０ａ、２１０ｂが互いに平行に離間して設けられる。好ましくは、足置き部２１０ａ、２１０ｂの離間する空間であって、第１水素ボンベ２００の上方に湾曲して上方へと膨出するカバー２１２を設けておくとよい。好ましくは、前記足置き部２１０ａ、２１０ｂ及びカバー２１２は、合成樹脂で且つ一体成形品としてもよい。特に、カバー２１２の膨出する半径は、第１水素ボンベ２００の直径と略同等とすると運転者の足の邪魔にならない。
【００４３】
なお、図中、参照符号２５０は、前記過給機７０を介して燃料電池５０へ清浄な空気を供給するために用いられるエアクリーナを示す。
【００４４】
本実施の形態に係る水素ボンベ取付構造を組み込む燃料電池二輪車１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００４５】
前記水素充填口７４を介して第１水素ボンベ２００、第２水素ボンベ２０２及び第３水素ボンベ２０４に水素ガスが十分に充填された状態において、燃料電池二輪車１０を起動させると、エアクリーナ２５０から清浄化された空気が、前記過給機７０を経て燃料電池５０に供給される一方、前記第１水素ボンベ２００乃至第３水素ボンベ２０４のいずれか、または、それらの複数から前記燃料電池５０に燃料ガスとしての水素ガスが供給される。この場合、前記第１水素ボンベ２００乃至第３水素ボンベ２０４の水素ガス取り出し口は、第１乃至第３のレギュレータを含む水素ガス供給系６６ａ〜６６ｃを介して所定の圧力に減圧された状態で導入される。燃料電池５０内では、前記エアクリーナ２５０から導入された空気中に含まれる酸素と、前記第１水素ボンベ２００乃至第３水素ボンベ２０４のいずれかから供給される低圧の水素ガスが、電気化学的に反応して、所定の直流電流が取り出され、動力ユニット６２に供給される。
【００４６】
図示しない運転者が、操向ハンドル２０を操作して、燃料電池二輪車１０の走行が開始されると、燃料電池５０内において、電気化学的に反応した際に生ずる生成水は、生成水排出部７６から外部へと排出され、また、前記電気化学反応に対して余剰に供給される水素ガスは、必要に応じて緊急開放弁６８を介して排出口３００から外部へと排出される。なお、生成水は、動力ユニット６２の内部を介して生成水排出部７６へと排出されるため、排出中の生成水が凍りついた場合、動力ユニット６２を構成するモータのコイルを発熱させることで解凍することができる。例えば、始動の際、排出道路中の生成水が凍っていると判断されたとき、前記モータの一部のコイルにのみ送電させて燃料電池二輪車１０を発進しないようにして発熱させることができる。凍結の判断は、始動時の燃料電池５０内の圧力が所定値よりも高いか否かに基づいてなされる。ＶＣＵ５４、ＰＤＵ５６は、走行途中において、それぞれの制御機能や駆動機能を達成する。ポンプ７８は、燃料電池５０に対する冷却用媒体を供給するために、所定の温度を閾値として必要な冷媒を循環させる。燃料電池５０によって得られた電力は、前記のように、動力ユニット６２に供給されて駆動モータを付勢制御するとともに、二次電池８０、８０は、駆動作用に対する余剰の電力、あるいはブレーキ系２４を用いて制動動作を行なうことによって生ずる回生電力を蓄えるために機能する。
【００４７】
そこで、本実施の形態においては、第２サポートフレーム３３、３３、第３サポートフレーム３５、３５によって、第１水素ボンベ２００乃至第３水素ボンベ２０４を保持している。そして、この第４サポートフレーム３３、３３、第３サポートフレーム３５、３５に関連して、前記第１水素ボンベ２００乃至第３水素ボンベ２０４の外周直径に適合する締結手段としての第１保持リング８２、第２保持リング９０及び第３保持リング９８を開閉自在に配設し、これらの第１保持リング８２、第２保持リング９０、第３保持リング９８によって、前記第１水素ボンベ２００乃至第３水素ボンベ２０４を、停止中はもとより、走行中にあっても十分に保持できるように構成した。しかも、第２水素ボンベ２０２と第３水素ボンベ２０４の境界部分において、その上方に第１水素ボンベ２００を保持して、恰も俵積み状態として、これらの水素ボンベ２００、２０２及び２０４を固定している。
【００４８】
そして、第１水素ボンベ２００と第２水素ボンベ２０２の上面に運転者の左右の足を載置するための足置き部２１０ａ、２１０ｂを設けた。比較的重量に富む第２水素ボンベ２０２、第３水素ボンベ２０４を燃料電池二輪車１０の車両本体の下部に設けたので、それらの配置位置が低いがゆえに、低重心化を図ることができる。しかも、これらの第２水素ボンベ２０２、第３水素ボンベ２０４の直径よりも小さい第１水素ボンベ２００を、これら第２水素ボンベ２０２、第３水素ボンベ２０４の境界部分の上部に配置したので、運転者の両足を、この第１水素ボンベ２００を中心にその左右両側にある足置き部２１０ａ、２１０ｂに載置することができる。それによって、運転者の足の跨ぎ性が向上する利点が得られる。
【００４９】
勿論、走行に際しては、前記第１水素ボンベ２００、第２水素ボンベ２０２及び第３水素ボンベ２０４を同時に開放することなく、第２水素ボンベ２０２の水素ガスが使い尽くされた後、第３水素ボンベ２０４の水素ガスを燃料電池５０に供給し、この第３水素ボンベ２０４の水素ガスが使い尽くされた後、第１水素ボンベ２００の水素ガスを燃料電池５０に供給するように、水素ガス供給系６６ａ〜６６ｃを制御すれば、長距離走行であっても必要な十分の水素ガスをこれらの水素ボンベ２００、２０２、２０４に蓄えることができる。さらに、常時は第２水素ボンベ２０２、第３水素ボンベ２０４の水素ガスを使用するように制御しておけば、万が一、これらの水素ボンベ２０２、２０４の水素ガスが途切れそうになったとき、初めて第１水素ボンベ２００の水素ガスを緊急用として使うことができるという利点がある。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、第２水素ボンベ２０２、第３水素ボンベ２０４の長手方向の長さよりも、第１水素ボンベ２００のその長さを短くし、燃料電池５０の正面よりも前方において終端するように構成し、第２水素ボンベ２０２、第３水素ボンベ２０４は、その端部が支持板４６の下方へと回り込んでいる。例えば、補助的に用いられる第１水素ボンベ２００によって燃料電池二輪車１０の車両の前後方向における長さを大きくすることなく、小型化を図るという効果を達成でき、また重量バランスもよい。すなわち、第１水素ボンベ２００を第２水素ボンベ２０２と第３水素ボンベ２０４の間に配置することにより、第１水素ボンベ２００が車両の中心に位置することから、重量バランスの向上も図ることができる。
【００５１】
また、燃料電池５０は、第１水素ボンベ２００、第２水素ボンベ２０２、第３水素ボンベ２０４の長手方向に対して、直交して起立した状態で配置されている。これによっても比較的長尺な燃料電池５０が垂直方向に指向しているために、燃料電池二輪車１０自体の長さも一層短くすることができるという利点がある。しかも、燃料電池５０は、運転者が着座するシートの下方に配置され（図４、図５の二点鎖線参照）、しかも燃料電池二輪車１０の中心部分に位置することから、該燃料電池二輪車１０の前後方向のバランス性や左右方向のバランス性にも優れる。さらに、第１水素ボンベ２００、第２水素ボンベ２０２及び第３水素ボンベ２０４は、第１保持リング８２、第２保持リング９０及び第３保持リング９８が開閉自在であり、また、固定する際にはボルト８８、９６、１０４によって十分にこれらの第１乃至第３水素ボンベ２００、２０２、２０４を保持することができるので、安定性を増すことができるとともに、維持管理が容易となる。すなわち、第１保持リング８２、第２保持リング９０、第３保持リング９８のそれぞれのボルト８８、９６、１０４をはずすことによって容易に第１乃至第３水素ボンベ２００、２０２、２０４の着脱が可能であり、メンテナンス性に優れるという利点が得られる。
【００５２】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１０…燃料電池二輪車
１６…ヘッドパイプ
２０…操向ハンドル
２６…メインフレーム
２８…アンダーフレーム
２９、３３、３５、３７、４４…サポートフレーム
３６…立ち上がりフレーム
３８…リアフレーム
５０…燃料電池
８２…第１保持リング
９０…第２保持リング
９８…第３保持リング
２００…第１水素ボンベ
２０２…第２水素ボンベ
２０４…第３水素ボンベ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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