(57)【要約】【課題】ラジエータの冷却性能を向上させることができるラジエータおよびその周辺構成を有する鞍乗型燃料電池車両を提供する。【解決手段】ラジエータ６０Ｌ，６０Ｒを、車体前後方向に対して前輪の斜め後方の左右に配設し、左右のラジエータの間に二次電池５１を配設する。二次電池５１と前輪ＷＦとの間に、薄板状のインナカウル２１を配設する。インナカウル２１の左右かつカウリング１７の内側に、ラジエータを囲繞する形状を有する導風機構が設けられる。導風機構２２には、走行風の導入口であるスリット２３，２４および排出口６３が形成され、走行風２７を積極的に導風機構２２の内部に導入する。排出口６３には、ラジエータを通過後に車体外部に排出される風の向きを、運転者に向ける乗員側排出風２６ａと車体外側に向ける車体外方側排出風２６ｂとの間で任意に変更できる可変式のルーバ２５が備えられる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池からの供給電力で走行する鞍乗型燃料電池車両において、
前記燃料電池からの供給電力を蓄える二次電池と、
前記燃料電池の冷却水の放熱器であるラジエータとを具備し、
前記ラジエータは、車体前後方向に対して前輪の斜め後方の左右に配設され、
前記左右のラジエータの間に前記二次電池が設けられていることを特徴とする鞍乗型燃料電池車両。
【請求項２】
前記二次電池と前記前輪との間に、薄板状のインナカウルが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【請求項３】
車両前方を覆うカウリングと、
前記ラジエータを囲繞する導風機構とを具備し、
前記導風機構は、走行風の導入口および排出口を有すると共に、前記インナカウルの左右かつ前記カウリングの内側に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【請求項４】
前記排出口には、前記ラジエータを通過後に車体外部に排出される風の向きを、運転者に向ける方向と車体外側に向ける方向との間で任意に変更できるルーバが備えられていることを特徴とする請求項３に記載の鞍乗型燃料電池車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鞍乗型燃料電池車両に係り、特に、ラジエータの冷却性能を向上させることができるラジエータおよびその周辺構成を有する鞍乗型燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水素と酸素の化学反応によって電気を発生する燃料電池を積載し、この燃料電池からの供給電力で走行する燃料電池車両が知られている。通常、このような燃料電池車両には、燃料電池が発生する熱を放熱するためのラジエータが備えられている。
【０００３】
特許文献１には、前輪の後方側の車体フレームに取り付けられたラジエータに加え、車体フレームのヘッドパイプの前方にもうひとつのラジエータを配設するようにした鞍乗型の燃料電池二輪車が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−５９１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車室を有する４輪車等と異なり、余剰スペースの少ない鞍乗型車両においては、ラジエータも極力小型であることが好ましい。そして、走行風等が通過することで放熱を行うラジエータは、車体への配設位置等が冷却性能に与える影響が大きく、ラジエータを大型化することなく冷却性能を高める手法の開発が望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ラジエータの冷却性能の向上を可能とするラジエータおよびその周辺構成を有する鞍乗型燃料電池車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は、燃料電池からの供給電力で走行する鞍乗型燃料電池車両において、前記燃料電池からの供給電力を蓄える二次電池と、前記燃料電池の冷却水の放熱器であるラジエータとを具備し、前記ラジエータは、車体前後方向に対して前輪の斜め後方の左右に配設され、前記左右のラジエータの間に前記二次電池が設けられている点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、前記二次電池と前記前輪との間に、薄板状のインナカウルが配設されている点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、車両前方を覆うカウリングと、前記ラジエータを囲繞する導風機構とを具備し、前記導風機構は、走行風の導入口および排出口を有すると共に、前記インナカウルの左右かつ前記カウリングの内側に配設されている点に第３の特徴がある。
【０００９】
さらに、前記排出口には、前記ラジエータを通過後に車体外部に排出される風の向きを、運転者に向ける方向と車体外側に向ける方向との間で任意に変更できるルーバが備えられている点に第４の特徴がある。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、燃料電池からの供給電力を蓄える二次電池と、燃料電池の冷却水の放熱器であるラジエータとを具備し、ラジエータは、車体前後方向に対して前輪の斜め後方の左右に配設され、左右のラジエータの間に二次電池が設けられているので、ラジエータに当たる走行風が前輪に遮られることがなく、ラジエータに効率よく走行風を当てることが可能となる。これにより、ラジエータの冷却性能が高められ、同じ冷却性能を確保しつつラジエータを小型化することが可能となる。また、ラジエータを左右に振り分けたことで確保される車幅方向中央のスペースを二次電池の配設スペースとして有効利用できるようになる。また、二次電池が車体前方寄りに配設されることで、前後輪の重量配分が後輪寄りになりやすい車体構成においても、前輪側の比率を増加させやすくなり、車体の前後重量バランスを向上させることが可能となる。
【００１１】
第２の発明によれば、二次電池と前輪との間に、薄板状のインナカウルが配設されているので、中央部において二次電池を衝撃から保護し、水や埃からも保護することが可能となる。
【００１２】
第３の発明によれば、車両前方を覆うカウリングと、ラジエータを囲繞する導風機構とを具備し、導風機構は、走行風の導入口および排出口を有すると共に、インナカウルの左右かつカウリングの内側に配設されているので、導風機構によって、カウリング内側に配設されるラジエータに走行風を効率よく当てることができるようになる。
【００１３】
第４の発明によれば、排出口には、ラジエータを通過後に車体外部に排出される風の向きを、運転者に向ける方向と車体外側に向ける方向との間で任意に変更できるルーバが備えられているので、ラジエータを通過して温められた排出風を運転者に当てて暖房に利用したり、車体外側に向けて運転者に当たらないように排出することを任意に選択できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池車両１の斜視図である。また、図２は、燃料電池車両１の右側面図である。鞍乗型自動二輪車としての燃料電池車両１は、複数のセルが積層されたセルスタック（電極、セパレータ、電解質膜等を含む）と、該セルスタックに燃料の水素ガスを供給する燃料（水素）ガス供給系と、該セルスタックに酸素を含む反応ガス（空気）を供給する反応ガス供給系とから構成される燃料電池発電システムを備えており、以下では、セルスタックが収納される略直方体のケーシング全体を燃料電池３０と呼称する。
【００１５】
燃料電池車両１は、操向ハンドル５のハンドルポスト４を回動自在に軸支するヘッドパイプが接合されるメインフレーム２と、ヘッドパイプに接合されて車体下方かつ後方に延びるアンダーフレーム６と、車体の略中央に配設される燃料電池３０を覆うガードパイプ７と、ガードパイプ７の上方に配設されるアッパーパイプ８と、ガードパイプ７の後端部から上方に延びてアッパーパイプ８と連結される連結パイプ２８と、アッパーパイプ８の後方で２本の水素ボンベ１５を支持するリヤフレーム９とからなる骨格を有する。ハンドルポスト４の下方には、前輪ＷＦを回転自在に軸支する左右一対のフロントフォーク３が取り付けられており、操向ハンドル５の回動により前輪ＷＦの操舵角を変更することができる。
【００１６】
アンダーフレーム６の後端部に設けられたピボット軸１３には、リヤクッション１２によって車体に吊り下げられたスイングアーム１１が揺動自在に軸支されている。スイングアーム１１には、燃料電池車両１の動力源としての駆動モータ（不図示）が内蔵されており、後輪ＷＲはこの駆動モータで駆動される。
【００１７】
メインフレーム２とアンダーフレーム６とで囲まれた空間には、反応ガスを強制的に圧送する過給機としてのスクロール型圧縮機５２、反応ガスの湿度を調整する加湿機５３、略直方体形状を有する燃料電池３０、該燃料電池３０の発電電圧を昇圧または降圧することにより所定の電圧に変換する電圧変換器（ＶＣＵ）５０、燃料電池３０から供給される電力を蓄積する二次電池５１とが配設されている。また、メインフレーム２の車体前方側には、燃料電池３０の冷却水を冷却する左右一対のラジエータ６０Ｌ，６０Ｒが取り付けられており、該ラジエータ６０Ｌ，６０Ｒの背面部には冷却効果を高めるための電動の冷却ファン６１が配設されている。
【００１８】
側面視長方形の燃料電池３０は、その長方形を縦長とし、かつ車体後方側に傾けられて車体に取り付けられている。燃料電池３０には、水素を含む燃料ガスを供給する燃料ガス管４５と、酸素を含む反応ガスを供給する配管である吸入側マニホールド３３と、セルスタックを通過した未反応ガスおよび生成水を排出する配管である排出側マニホールド３６とが取り付けられている。略円柱状の水素ボンベ１５は、水素ボンベレギュレータ１６と接続されるバルブ側を車体前方側に向けて、後輪（駆動輪）ＷＲの上方でリヤフレーム９およびガイドパイプ１０に支持されている。水素ボンベ１５に充填された水素は、各種センサ等からの情報に基づいて電気的に制御される水素ボンベレギュレータ１６によって降圧された後、燃料ガス管４５を介して燃料電池３０に供給される。なお、リヤフレーム９の上方には、外装部品の一部としてのリヤカウル１４が、水素ボンベ１５を覆うようにして配設されている。
【００１９】
前記ハンドルポスト４の車体前方側には、外気を濾過するエアクリーナボックス５４が設けられており、該エアクリーナボックス５４から導入された空気は、スクロール型圧縮機５２によって加湿機５３に圧送される。そして、加湿機５３によって適切な湿度が与えられた反応ガスは、反応ガス管３４およびこれに接続される吸入側マニホールド３３を介して、燃料電池３０に圧送される。
【００２０】
前記ラジエータ６０Ｌ，６０Ｒの下方には、樹脂の薄板等で形成されて車体を覆う外装部品（不図示）の内側、すなわち、車体の内部へ積極的に外気を導入するための左右一対の電動ファン７０が取り付けられている。また、スクロール型圧縮機５２の車幅方向右側には、燃料電池３０の冷却水の温度を所定値に保つためのサーモスタット５２ａが取り付けられている。
【００２１】
図３および図４は、燃料電池車両１の上面図および正面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。車幅方向中央に配設される燃料電池３０の上部には、燃料ガス管４５が接続される燃料ガス吸入孔３８と、前記吸入側マニホールド３３が接続される反応ガス吸入口３２とが設けられている。略直方体の電圧変換器５０は、燃料電池３０の車体前方側において、左右一対のメインフレーム２に挟まれるように車幅方向中央に配設されている。また、電圧変換器５０の天面には、金属等で形成された多数の薄い板状部材を車体前後方向に立設してなる放熱フィン５０ａが取り付けられている。
【００２２】
左右のラジエータ６０Ｌ，６０Ｒは、前輪ＷＦおよびフロントフォーク３によって走行風が遮られて冷却効果が低下しないように、ラジエータコアが配設される平面部を車体中心側に傾けると共に、左右に振り分けられて取り付けられている。二次電池５１は、前輪ＷＦの車体後方側において、左右のラジエータ６０Ｌ，６０Ｒの間に配設されている。燃料電池車両１の車体は、車輪を除く大部分が外装部品としてのカウリング１７で覆われている。樹脂の薄板等で形成されるカウリング１７は、燃料電池車両１の外観を構成すると共に、車体内部への雨や埃等の侵入防止や走行風を整流する等の機能を有する。カウリング１７の車体前方側には、左右一対の開口部７１が形成されており、該開口部７１の略中央に外気を強制的にカウリング１７の内側に導入する電動ファン７０が配設されている。
【００２３】
図５および図６は、図４の一部拡大図および図５のＡ−Ａ線断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。スクータ型の燃料電池車両１の車両前方側は、外装部品としてのカウリング１７で覆われている。そして、前輪ＷＦおよびフロントフォーク３の車体後方側には、樹脂の薄板等で形成され、前輪ＷＦによる水はね等が車体内部に侵入することを防ぐインナカウル２１が取り付けられている。カウリング１７やインナカウル２１は左右対称の形状とされるので、図５および図６では、車幅方向右側のみを示している。
【００２４】
前記カウリング１７の内側には、導風機構２２が配設されている。左右対称の導風機構２２には、走行風を導入するためのスリット２３，２４が形成されている。該スリット２３，２４は、前輪ＷＦおよびフロントフォーク３の車幅方向外側に位置し、走行風２７をほぼ直線的に導風機構２２に導入することができる。また、導風機構２２は、ラジエータ６０Ｌ，６０Ｒを囲繞する形状を有し、その車体後方側には導風板２２ａが取り付けられているので、スリット２３，２４から導入された走行風のほぼ全部をラジエータ６０Ｌ，６０Ｒに当てることが可能である。ラジエータを通過した走行風は、複数のルーバ２５を備える排出口６３から速やかに車体外部に排出される。このため、走行風の導入抵抗が低減され、ラジエータの冷却性能が一層高められる。
【００２５】
なお、本実施形態では、導風機構２２がインナカウル２１の左右側部に連結されているので、インナカウル２１には、二次電池５１を衝撃から保護し、水や埃からも保護すると共に、ラジエータに効率よく走行風を導く機能も与えられる。
【００２６】
また、前記ルーバ２５は角度可変式とされており、駆動モータや手動によってその角度を変更することで、走行風の排出方向を変えることができる。これにより、走行風を運転者向き排出風２６ａに示すような向きにし、ラジエータを通過して温められた走行風を運転者に当てて暖房に利用したり、一方、車体外向き排出風２６ｂに示すように運転者に当たらないように排出することもできる。なお、スリット２３，２４にも可変式のルーバを取り付けて、インナカウル２１の内部に導入する走行風の量を任意に調整できるように構成してもよい。
【００２７】
二次電池５１は、左右の導風機構２２を連結する薄板状のインナカウル２１の裏面側に隣接して配設されている。本実施形態に係る燃料電池車両１においては、燃料電池３０や車体後端部の水素ボンベ１５、駆動モータを内装するスイングアーム１１等の重量物によって、前後輪の重量配分が後輪寄りになりやすいが、車体前方寄りに二次電池５１を配置することにより、前輪側の比率を増加させやすくなり、車体の前後重量バランスを向上させることができる。また、本実施形態に係る二次電池５１の配設位置は、ラジエータ６０Ｌ，６０Ｒを左右に振り分けたことで確保されるスペースが有効利用できると共に、重量物である二次電池５１が車幅方向中央の車体下部に配設されることとなり、車幅方向の重量バランスが保たれると共に、車体の重心位置が下げられ、より一層好適な位置である。
【００２８】
上記したように、本発明に係る鞍乗型燃料電池車両によれば、車体前後方向に対して前輪の斜め後方の左右にラジエータ６０Ｌ，６０Ｒを配設したので、ラジエータに当たる走行風が前輪ＷＦに遮られず、ラジエータに効率よく走行風を当てることが可能となる。これにより、ラジエータの冷却性能が高められ、同じ冷却性能を確保しつつ小型化を図ることが可能となる。また、ラジエータを左右に振り分けたことで確保される車幅方向中央のスペースを二次電池の配設スペースとして有効利用できるようになる。
【００２９】
なお、ラジエータや導風機構、インナカウルの形状、導風機構のスリットおよびルーバの数や形状等は、上記した実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、導風機構に導入した走行風の一部を二次電池の冷却に使用したり、導風機構のルーバに、上下左右に風向きを変更できるものを適用してもよい。
【００３０】
また、燃料電池車両の形態は、自動二輪車のほか３／４輪車等であってもよく、燃料電池、水素貯蔵手段、過給機、加湿機、電圧変換器、二次電池、ラジエータ等の構成部品の形態や配置も種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の右側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料電池の正面図である。
【図５】図４の一部拡大図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…鞍乗型燃料電池車両、１５…水素ボンベ、１７…カウリング、２１…インナカウル、２２…導風機構、２３，２４…スリット（導入口）、２５…ルーバ、２６ａ…運転者向き排出風、２６ｂ…車体外向き排出風、２７…走行風、３０…燃料電池、５０…電圧変換器、５１…二次電池、５２…スクロール型圧縮機、５３…加湿機、６０Ｌ，６０Ｒ…ラジエータ、６３…排出口、ＷＦ…前輪
【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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