(57)【要約】【課題】    走行時の挙動が安定する自動二輪車を提供する。【解決手段】  自動二輪車１０は、後輪５２と後輪５２を支持するためのスイングアーム４８とを有する車体１１と、燃料電池を含みかつ車体１１に取り付けられる燃料電池システム１００とを備える。スイングアーム４８は車体幅方向の左側に配置される。燃料電池システム１００は、車体前後方向における位置がスイングアーム４８と少なくとも一部重なる二次電池１３４および水溶液タンク１３０をさらに含む。二次電池１３４および水溶液タンク１３０は、それぞれの重心が車体幅方向中心線Ｂよりもスイングアーム４８側とは反対側にずれるように配置される。さらに、車体１１はリヤフレーム１８を含み、リヤフレーム１８は、その重心が車体幅方向中心線Ｂよりもスイングアーム４８側とは反対側にずれるように設けられる。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後輪と前記後輪を支持するためのスイングアームとを含む車体、および
燃料電池を含みかつ前記車体に取り付けられる燃料電池システムを備え、
前記スイングアームは車体幅方向の片側に配置され、
前記燃料電池システムは、車体前後方向における位置が前記スイングアームと少なくとも一部重なる構成部材をさらに含み、前記構成部材の重心が車体幅方向中心線よりも前記スイングアーム側とは反対側にずれるように前記構成部材が配置される、自動二輪車。
【請求項２】
前記構成部材は、前記燃料電池で発生した電力を蓄える二次電池を含む、請求項１に記載の自動二輪車。
【請求項３】
前記構成部材は、前記燃料電池に供給される燃料水溶液を保持する水溶液タンクをさらに含む、請求項２に記載の自動二輪車。
【請求項４】
前記車体は前記スイングアームが接続されるリヤフレームを含み、前記リヤフレームの重心が車体幅方向中心線よりも前記スイングアーム側とは反対側にずれるように前記リヤフレームが設けられる、請求項２または３に記載の自動二輪車。
【請求項５】
前記スイングアームには前記後輪を駆動するための電動モータが内蔵されている、請求項１から４のいずれかに記載の自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自動二輪車に関し、より特定的には、燃料電池システムを搭載した自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムを搭載した自動二輪車では、通常、後輪を支持するためのスイングアームは組立を容易にするため車体幅方向の左側に取り付けられる。
このような自動二輪車では車両の重心が左側に片寄るため、ハンドルを切らなくても車両は常に左に旋回しようとする挙動を呈する。
【０００３】
この問題を解決するためには、車体のフレームに取り付けられる他の構成部材を車体幅方向の右側へ配置することが考えられ、その一例として燃料電池セルスタックを車体の幅方向中心よりも右側へずらして配置した自動二輪車が特許文献１において提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３１５６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の自動二輪車では、燃料電池セルスタックは車両の重心を前後方向に調整するために車体前後方向の略中央部に配置される一方、後輪を支持するためのスイングアームは車体後方に配置されており、燃料電池セルスタックとスイングアームとが前後にずれて配置されていた。
【０００５】
このように車両の重心を幅方向に補正する部材と車両の幅方向の重心ずれの原因となる部材とが前後にずれると、直進時には車両の重心は保たれるが、旋回時など車両を傾けたときにはモーメントの違いによって左右で旋回の特性が異なるので、挙動を安定させることが難しくなる。また、直進時においても車両は常に左右のどちらかに傾こうとするので、直進時の挙動の安定性も十分とはいえない。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、走行時の挙動が安定する自動二輪車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の自動二輪車は、後輪と後輪を支持するためのスイングアームとを含む車体、および燃料電池を含みかつ車体に取り付けられる燃料電池システムを備え、スイングアームは車体幅方向の片側に配置され、燃料電池システムは、車体前後方向における位置がスイングアームと少なくとも一部重なる構成部材をさらに含み、構成部材の重心が車体幅方向中心線よりもスイングアーム側とは反対側にずれるように構成部材が配置されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の自動二輪車は、請求項１に記載の自動二輪車において、構成部材は、燃料電池で発生した電力を蓄える二次電池を含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の自動二輪車は、請求項２に記載の自動二輪車において、構成部材は、燃料電池に供給される燃料水溶液を保持する水溶液タンクをさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の自動二輪車は、請求項２または３に記載の自動二輪車において、車体はスイングアームが接続されるリヤフレームを含み、リヤフレームの重心が車体幅方向中心線よりもスイングアーム側とは反対側にずれるようにリヤフレームが設けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の自動二輪車は、請求項１から４のいずれかに記載の自動二輪車において、スイングアームには後輪を駆動するための電動モータが内蔵されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の自動二輪車では、燃料電池システムの構成部材が、その重心が車体幅方向中心線よりもスイングアーム側とは反対側にずれるように配置されるので、車両の重心位置が補正され車両の安定性が向上する。また、当該構成部材は車体前後方向における位置がスイングアームと少なくとも一部重なり、構成部材とスイングアームとは車体前後方向の位置がほぼ等しくなるので、車両を傾けたときでもその挙動を安定させることができる。したがって、車両の直進時だけではなく旋回時における挙動をも安定させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の自動二輪車では、重量の大きい二次電池をその重心が車体幅方向中心線よりもスイングアーム側とは反対側にずれるように配置することによって、車両の重心を良好に補正できる。
【００１４】
請求項３に記載の自動二輪車では、保持する燃料水溶液の量に応じて重量が大きくなる水溶液タンクを、その重心が車体幅方向中心線よりもスイングアーム側とは反対側にずれるように配置することによって、車両の重心をさらに良好に補正でき走行性が安定する。また、このように水溶液タンクを配置することによって、車体を構成するフレームと水溶液タンクとの間に隙間を設けることができ、燃料水溶液が通る配管をその隙間に集中して配置できる。これによって、燃料水溶液等の配管と電気の配線とを隔離でき安全性を向上できる。
【００１５】
請求項４に記載の自動二輪車では、さらに、重量の大きいリヤフレームをその重心が車体幅方向中心線よりもスイングアーム側とは反対側にずれるように設けることによって、重心のずれをさらに良好に補正できる。
【００１６】
請求項５に記載の自動二輪車のように、車体幅方向片側に配置されているスイングアームに電動モータが内蔵されていれば、車両幅方向片側への重心のずれが一層大きくなるが、この発明によればその重心のずれを効果的に補正できる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、自動二輪車の直進時だけではなく旋回時における挙動をも安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
この発明の実施の形態における左右、前後、上下とは、自動二輪車１０のシートにドライバがそのハンドル２４に向かって着座した状態を基準とした左右、前後、上下を意味する。
【００１９】
図１〜図７を参照して、自動二輪車１０は車体１１を含み、車体１１は車体フレーム１２を有する。車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１４と、ヘッドパイプ１４から後方へ斜め下方に延びる縦断面Ｉ字型のフロントフレーム１６と、フロントフレーム１６の後端部に連結されかつ後方へ斜め上方に立ち上がるリヤフレーム１８と、リヤフレーム１８の上端部に取り付けられるシートレール２０とを備えている。フロントフレーム１６の後端部はリヤフレーム１８の中央部よりもやや下端部寄りの位置に接続され、フロントフレーム１６およびリヤフレーム１８全体で側面視略Ｙ字状を呈している。
【００２０】
フロントフレーム１６は、上下方向に幅を有して後方へ斜め下方に延びかつ左右方向に対して直交する板状部材１６ａと、それぞれ板状部材１６ａの上端縁および下端縁に形成されかつ後方へ斜め下方に延び左右方向に幅を有するフランジ部１６ｂおよび１６ｃと、板状部材１６ａの両表面に突設される補強リブ１６ｄと、後端部に設けられたとえばボルト等によってリヤフレーム１８が連結される連結部１６ｅとを備えている。補強リブ１６ｄは、フランジ部１６ｂおよび１６ｃと共に板状部材１６ａの両表面を区画して、後述する燃料電池システム１００の構成部材を収納する収納スペースを形成している。
【００２１】
一方、リヤフレーム１８は、それぞれ後方へ斜め上方に延び前後方向に幅を有しフロントフレーム１６の連結部１６ｅを挟むように配置される板状部材１８ａおよび１８ｂと、板状部材１８ａと１８ｂとを連結する板状部材１８ｃ（図８、図９参照）とを備えている。
【００２２】
ヘッドパイプ１４内には、図１に示すように、車体方向変更用のステアリング軸２２が回動自在に挿通されている。ステアリング軸２２の上端には、ハンドル２４が固定されたハンドル支持部２６が取り付けられており、ハンドル２４の両端にはグリップ２８が取り付けられている。右側のグリップ２８は回動可能なスロットルグリップを構成している。
【００２３】
ハンドル支持部２６のハンドル２４の前方には、表示操作部（以下、メータと略記する）３０が配置されている。メータ３０は、ドライバに対する走行状態等の各種情報提供用のたとえば液晶ディスプレイ等で構成された表示部、およびドライバからの各種情報入力用の入力部等が一体化されたものである。ハンドル支持部２６におけるメータ３０の下方には、ヘッドランプ３２が固定されており、ヘッドランプ３２の左右両側には、フラッシャランプ３４がそれぞれ設けられている。
【００２４】
また、ステアリング軸２２の下端には左右一対のフロントフォーク３６が取り付けられており、フロントフォーク３６それぞれの下端には、前輪３８が前車軸４０を介して取り付けられている。前輪３８は、フロントフォーク３６によって緩衝懸架された状態で前車軸４０によって回転自在に軸支されている。
【００２５】
一方、リヤフレーム１８の後端部には、フレーム状のシートレール２０が取り付けられている。シートレール２０は、リヤフレーム１８の上端部にたとえば溶接によって固設され、略前後方向に配設されている。シートレール２０上には図示しないシートが開閉自在に設けられている。シートレール２０の後端部には取り付けブラケット４２が固設されており、取り付けブラケット４２にはテールランプ４４および左右一対のフラッシャランプ４６がそれぞれ取り付けられている。
【００２６】
また、リヤフレーム１８の下端部には、スイングアーム（リヤアーム）４８がピボット軸５０を介して揺動自在に支持されており、スイングアーム４８の後端部４８ａには電動モータ６０（後述）を介して駆動輪である後輪５２が回転自在に支持されており、スイングアーム４８および後輪５２は、図示しないリヤクッションによってリヤフレーム１８に対して緩衝懸架されている。
【００２７】
さらに、リヤフレーム１８の下端部の前側には、リヤフレーム１８から左右方向に突出するようにフットレスト取付用バー５４が固定され、フットレスト取付用バー５４には図示しないフットレストが取り付けられる。フットレスト取付用バー５４の後方には、メインスタンド５６が回動可能にスイングアーム４８に支持されており、メインスタンド５６は、リターンスプリング５８によって閉じ側に付勢されている。
【００２８】
この実施形態では、スイングアーム４８には、後輪５２に連結されかつ後輪５２を回転駆動させるためのたとえばアキシャルギャップ型の電動モータ６０と、電動モータ６０に電気的に接続される駆動ユニット６２とが内蔵されている。駆動ユニット６２は、電動モータ６０の回転駆動を制御するためのコントローラ６４を含む。
【００２９】
このような自動二輪車１０の車体１１には、車体フレーム１２に沿って燃料電池システム１００が取り付けられている。燃料電池システム１００は、電動モータ６０やその他の構成部材を駆動するための電気エネルギーを生成する。
【００３０】
以下、燃料電池システム１００について説明する。
燃料電池システム１００は、メタノール（メタノール水溶液）を改質せずにダイレクトに発電に利用する直接メタノール型燃料電池システムである。
【００３１】
燃料電池システム１００は、フロントフレーム１６の下方に配置される燃料電池セルスタック（以下、単にセルスタックという）１０２を含む。
セルスタック１０２は、メタノールに基づく水素イオンと酸素との電気化学反応によって電気エネルギーを生成することができる燃料電池（燃料電池セル）を、セパレータを挟んで複数個積層（スタック）して構成されている。セルスタック１０２を構成する各燃料電池セルは、固体高分子膜等から構成される電解質（電解質膜）と、電解質を挟んで互いに対向するアノード（燃料極）およびカソード（空気極）とを含む。アノードおよびカソードはそれぞれ、電解質側に設けられる白金触媒層を含む。
【００３２】
図４等に示すように、セルスタック１０２はスキッド１０８上に載せられ、スキッド１０８はフロントフレーム１６のフランジ部１６ｃから吊されるステースタック１１０によって支持されている。
【００３３】
図６に示すように、フロントフレーム１６の下方でありかつセルスタック１０２の上方には、水溶液用のラジエータ１１２と気液分離用のラジエータ１１４とが配置されている。ラジエータ１１２と１１４とは一体的に構成され、その前面が車両の前方やや下向きに配置され、前面に対して直交するように設けられる複数の板状のフィン（図示せず）を有する。このようなラジエータ１１２および１１４は、走行時に風を十分に受けることができる。
【００３４】
図６等に示すように、ラジエータ１１２は、旋回するように形成されるラジエータパイプ１１６を含む。ラジエータパイプ１１６は、ステンレス等からなる直線状パイプとＵ字状の継手パイプとを溶接することによって、入口１１８ａ（図５参照）から出口１１８ｂ（図３参照）までの１本の連続したパイプに形成されている。ラジエータ１１２の裏面側にはラジエータパイプ１１６と対向するようにラジエータ冷却用のファン１２０が設けられている。
【００３５】
同様に、ラジエータ１１４は、それぞれ蛇行するように形成される２本のラジエータパイプ１２２を含む。各ラジエータパイプ１２２は、ステンレス等からなる直線状パイプとＵ字状の継手パイプとを溶接することによって、入口１２４ａ（図３参照）から出口１２４ｂ（図３参照）までの１本の連続したパイプに形成されている。ラジエータ１１４の裏面側にはラジエータパイプ１２２と対向するようにラジエータ冷却用のファン１２６が設けられている。
【００３６】
図１〜図７に戻り主に図３を参照して、フロントフレーム１６の連結部１６ｅの後側には、上方から順に燃料タンク１２８、水溶液タンク１３０および水タンク１３２が配置されている。燃料タンク１２８、水溶液タンク１３０および水タンク１３２は、たとえばＰＥ（ポリエチレン）ブロー成型によって得られる。
【００３７】
燃料タンク１２８は、シートレール２０の下側に配置され、シートレール２０の後端部に取り付けられている。燃料タンク１２８は、セルスタック１０２の電気化学反応の燃料となる高濃度（たとえば、メタノールを約５０ｗｔ％含む）のメタノール燃料（高濃度メタノール水溶液）を収容している。燃料タンク１２８はその上面に蓋１２８ａを備え、蓋１２８ａを取り外してメタノール燃料が供給される。
【００３８】
また、水溶液タンク１３０は、燃料タンク１２８の下側に設けられ、リヤフレーム１８に取り付けられている。水溶液タンク１３０は、燃料タンク１２８からのメタノール燃料をセルスタック１０２の電気化学反応に適した濃度（たとえば、メタノールを約３ｗｔ％含む）に希釈したメタノール水溶液を収容している。つまり、水溶液タンク１３０は、水溶液ポンプ１４６（後述）によってセルスタック１０２に向けて送り出すべきメタノール水溶液を収容している。
【００３９】
燃料タンク１２８にはレベルセンサ１２９が装着され、燃料タンク１２８内のメタノール燃料の液面の高さが検出される。水溶液タンク１３０にはレベルセンサ１３１が装着され、水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液の液面の高さが検出される。レベルセンサ１２９，１３１で液面高さを検出することによって、タンク内の液量を検出できる。水溶液タンク１３０内の液面は、たとえば図４においてＡで示す範囲内にコントロールされる。
【００４０】
水タンク１３２は、リヤフレーム１８の板状部材１８ａおよび１８ｂ間でありかつセルスタック１０２の後側に配置されている。
【００４１】
また、燃料タンク１２８の前側でありかつフロントフレーム１６のフランジ部１６ｂの上側には、二次電池１３４が設けられている。二次電池１３４はリヤフレーム１８の板状部材１８ｃ上面に配置される。二次電池１３４は、セルスタック１０２で生成された電気エネルギーを蓄え、コントローラ１５６（後述）の指令に応じて電気エネルギーを対応する電気構成部材に供給する。たとえば、二次電池１３４は、補機類や駆動ユニット６２に電気エネルギーを供給する。
【００４２】
二次電池１３４の上側かつシートレール２０の下側には、燃料ポンプ１３６、測定用バルブ１３８が配置されている。また、水溶液タンク１３０の上側にはキャッチタンク１４０が配置されている。
【００４３】
キャッチタンク１４０はその上面に蓋１４０ａを備え、たとえば燃料電池システム１００を一度も起動したことがない状態（水溶液タンク１３０が空の状態）において、蓋１４０ａを取り外してメタノール水溶液が供給される。キャッチタンク１４０は、たとえばＰＥ（ポリエチレン）ブロー成型によって得られる。
【００４４】
また、フロントフレーム１６とセルスタック１０２とラジエータ１１２，１１４とによって囲まれた空間には、気体に含まれる塵等の異物を除去するためのエアフィルタ１４２が配置され、エアフィルタ１４２の後方斜め下側には水溶液フィルタ１４４が配置されている。
【００４５】
また、図４に示すように、フロントフレーム１６の左側の収納スペースには、水溶液ポンプ１４６およびエアポンプ１４８が収納されている。エアポンプ１４８の左側にはエアチャンバ１５０が配置されている。水溶液ポンプ１４６の駆動によってセルスタック１０２に向けてメタノール水溶液が送り出される。
【００４６】
さらに、図５に示すように、フロントフレーム１６の右側の収納スペースには、前方から順にメインスイッチ１５２、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４、コントローラ１５６、防錆用バルブ１５８および水ポンプ１６０が配置される。なお、メインスイッチ１５２はフロントフレーム１６の収納スペースを右側から左側に貫通するように設けられている。セルスタック１０２の前面にはホーン１６２が設けられている。
【００４７】
このように配置される燃料電池システム１００の配管について、図４〜図７および図１０を参照して説明する。
燃料タンク１２８と燃料ポンプ１３６とはパイプＰ１によって連通され、燃料ポンプ１３６と水溶液タンク１３０とはパイプＰ２によって連通されている。パイプＰ１は、燃料タンク１２８の左側面下端部と燃料ポンプ１３６の左側面下端部とを結び、パイプＰ２は、燃料ポンプ１３６の左側面下端部と水溶液タンク１３０の左側面下端部とを結ぶ。燃料ポンプ１３６を駆動させることによって、燃料タンク１２８内のメタノール燃料がパイプＰ１，Ｐ２を介して水溶液タンク１３０に与えられる。
【００４８】
水溶液タンク１３０と水溶液ポンプ１４６とはパイプＰ３によって連通され、水溶液ポンプ１４６と水溶液フィルタ１４４とはパイプＰ４によって連通され、水溶液フィルタ１４４とセルスタック１０２とはパイプＰ５によって連通されている。パイプＰ３は、水溶液タンク１３０の左側面下隅部と水溶液ポンプ１４６の後部とを結び、パイプＰ４は、水溶液ポンプ１４６の後部と水溶液フィルタ１４４の左側面とを結び、パイプＰ５は、水溶液フィルタ１４４の右側面とセルスタック１０２の前面右下隅部に位置するアノード入口Ｉ１とを結ぶ。水溶液ポンプ１４６を駆動させることによって、水溶液タンク１３０からのメタノール水溶液が、パイプＰ３側からパイプＰ４側へと送り出され、水溶液フィルタ１４４で不純物が除去された後、パイプＰ５を介してセルスタック１０２に与えられる。この実施形態ではパイプＰ４およびＰ５によって水溶液ポンプ１４６が送り出すメタノール水溶液をセルスタック１０２の各燃料電池に案内するパイプが構成される。
【００４９】
セルスタック１０２と水溶液用のラジエータ１１２とはパイプＰ６によって連通され、ラジエータ１１２と水溶液タンク１３０とはパイプＰ７によって連通されている。パイプＰ６は、セルスタック１０２の後面左上隅部に位置するアノード出口Ｉ２とラジエータ１１２の下面右側端部から引き出されるラジエータパイプ１１６の入口１１８ａ（図５参照）とを結び、パイプＰ７は、ラジエータ１１２の下面左側端部からやや中央寄りの位置から引き出されるラジエータパイプ１１６の出口１１８ｂ（図３参照）と水溶液タンク１３０の左側面上隅部とを結ぶ。セルスタック１０２から排出される未反応メタノール水溶液および二酸化炭素はパイプＰ６を介してラジエータ１１２に与えられ温度が下げられて、パイプＰ７を介して水溶液タンク１３０に戻される。これによって水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液の温度を下げることができる。
上述したパイプＰ１〜Ｐ７は主として燃料の流路となる。
【００５０】
また、エアフィルタ１４２とエアチャンバ１５０とはパイプＰ８によって連通され、エアチャンバ１５０とエアポンプ１４８とはパイプＰ９によって連通され、エアポンプ１４８と防錆用バルブ１５８とはパイプＰ１０によって接続され、防錆用バルブ１５８とセルスタック１０２とはパイプＰ１１によって接続されている。パイプＰ８は、エアフィルタ１４２の後部とエアチャンバ１５０の中央部よりもやや前方寄りの位置とを結び、パイプＰ９は、エアチャンバ１５０の中央部の下側とエアポンプ１４８の後部とを結び、パイプＰ１０は、フロントフレーム１６の板状部材１６ａの左側に位置するエアポンプ１４８と板状部材１６ａの右側に位置する防錆用バルブ１５８とを結び、パイプＰ１１は、防錆用バルブ１５８とセルスタック１０２の後面右上端部に位置するカソード入口Ｉ３とを結ぶ。燃料電池システム１００の運転時には防錆用バルブ１５８を開いておき、その状態でエアポンプ１４８を駆動させることによって、酸素を含む空気が外部から吸入される。吸入された空気は、エアフィルタ１４２で浄化された後、パイプＰ８、エアチャンバ１５０およびパイプＰ９を介してエアポンプ１４８に流入し、さらに、パイプＰ１０、防錆用バルブ１５８およびパイプＰ１１を介してセルスタック１０２に与えられる。防錆用バルブ１５８は、燃料電池システム１００の停止時には閉じられており、エアポンプ１４８への水蒸気の逆流を防ぎエアポンプ１４８の錆を防止する。
【００５１】
セルスタック１０２と気液分離用のラジエータ１１４とは２本のパイプＰ１２によって連通され、ラジエータ１１４と水タンク１３２とは２本のパイプＰ１３によって連通され、水タンク１３２にはパイプ（排気管）Ｐ１４が設けられている。各パイプＰ１２は、セルスタック１０２の前面左下隅部に位置するカソード出口Ｉ４とラジエータ１１４の下面左側端部から引き出される各ラジエータパイプ１２２の入口１２４ａ（図３参照）とを結び、各パイプＰ１３は、ラジエータ１１４の下面左側端部からやや中央寄りの位置から引き出される各ラジエータパイプ１２２の出口１２４ｂ（図３参照）と水タンク１３２の前面上部とを結び、パイプＰ１４は、水タンク１３２の後面上部に接続され、一旦上昇しその後下降するようにくの字状に形成されている。セルスタック１０２のカソード出口Ｉ４から排出される水分（水および水蒸気）や二酸化炭素を含む排気は、パイプＰ１２を介してラジエータ１１４に与えられ、水蒸気が液化される。ラジエータ１１４からの排気は、パイプＰ１３を介して水と共に水タンク１３２に与えられ、パイプＰ１４を介して外部に排出される。
上述したパイプＰ８〜Ｐ１４は、主として排気の流路となる。
【００５２】
さらに、水タンク１３２と水ポンプ１６０とはパイプＰ１５によって連通され、水ポンプ１６０と水溶液タンク１３０とはパイプＰ１６によって連通されている。パイプＰ１５は、水タンク１３２の右側面下部と水ポンプ１６０の中央部とを結び、パイプＰ１６は、水ポンプ１６０の中央部と水溶液タンク１３０の左側面上隅部とを結ぶ。水ポンプ１６０を駆動させることによって、水タンク１３２内の水がパイプＰ１５，１６を介して水溶液タンク１３０に戻される。
上述したパイプＰ１５，１６は水の流路となる。
【００５３】
また、パイプＰ４には、水溶液ポンプ１４６によって送り出されパイプＰ４を流れるメタノール水溶液の一部が流入するように、パイプＰ１７が接続される。図４に示すように、パイプＰ１７には、パイプＰ１７内でメタノール濃度を測定するための超音波センサ１６４が取り付けられている。超音波センサ１６４は、流入したメタノール水溶液のメタノール濃度（メタノール水溶液におけるメタノールの割合）に応じて超音波の伝播速度が変化することを利用してパイプＰ１７内のメタノール水溶液のメタノール濃度を測定するために用いられる。
【００５４】
図４に示すように、濃度センサである超音波センサ１６４は、超音波を発生させる発信部１６４ａと超音波を検出する受信部１６４ｂとを有する。発信部１６４ａは、パイプＰ４に介挿される。発信部１６４ａの導入口１６５にはパイプＰ１７の始端が接続され、パイプＰ１７内には導入口１６５を介してメタノール水溶液が導入される。受信部１６４ｂは、パイプＰ１７の終端に接続され二次電池１３４の左側面に配置される。超音波センサ１６４では、発信部１６４ａで超音波を発生させ、受信部１６４ｂで超音波を受信する。コントローラ１５６は、発信部１６４ａでの超音波の発生開始から受信部１６４ｂでの超音波の受信までの時間に基づいてパイプＰ１７内のメタノール水溶液のメタノール濃度を検出する。
【００５５】
受信部１６４ｂと測定用バルブ１３８とはパイプＰ１８によって連通されている。また、測定用バルブ１３８と水溶液タンク１３０とはパイプＰ１９によって連通されている。パイプＰ１８は、受信部１６４ｂの上面と測定用バルブ１３８の左側面とを結び、パイプＰ１９は、測定用バルブ１３８の右側面と水溶液タンク１３０の上面とを結ぶ。
上述したパイプＰ１７〜Ｐ１９は主として濃度検出用の流路となる。
【００５６】
さらに、水溶液タンク１３０とキャッチタンク１４０とはパイプＰ２０によって連通され、キャッチタンク１４０と水溶液タンク１３０とはパイプＰ２１によって連通され、キャッチタンク１４０とエアチャンバ１５０とはパイプＰ２２によって連通されている。パイプＰ２０は、水溶液タンク１３０の左側面上隅部とキャッチタンク１４０の左側面上隅部とを結び、パイプＰ２１は、キャッチタンク１４０の下端部と水溶液タンク１３０の左側面下隅部とを結び、パイプＰ２２は、キャッチタンク１４０の左側面上部寄りの位置とエアチャンバ１５０の上端面とを結ぶ。水溶液タンク１３０内にある気体（主に、二酸化炭素、気化したメタノールおよび水蒸気）は、パイプＰ２０を介してキャッチタンク１４０に与えられる。気化したメタノールと水蒸気とはキャッチタンク１４０で冷却、液化された後、パイプＰ２１を介して水溶液タンク１３０に戻される。キャッチタンク１４０内の気体（二酸化炭素、液化されなかったメタノールおよび水蒸気）は、パイプＰ２２を介してエアチャンバ１５０に与えられる。
上述したパイプＰ２０〜Ｐ２２は主として燃料処理用の流路となる。
【００５７】
このような燃料電池システム１００は、メインスイッチ１５２をオンすることによって起動され、コントローラ１５６によって制御され、二次電池１３４によって電気エネルギーが補完される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４は電圧を２４Ｖから１２Ｖに変換し、変換された１２Ｖの電圧によってファン１２０，１２６が駆動される。
【００５８】
ついで、燃料電池システム１００の運転時の主要動作について説明する。
燃料電池システム１００は、メインスイッチ１５２がオンされることを契機として、水溶液ポンプ１４６やエアポンプ１４８等の補機類を駆動し、運転を開始する。
【００５９】
水溶液ポンプ１４６の駆動によって、水溶液タンク１３０に収容されるメタノール水溶液が、パイプＰ３側からパイプＰ４側へと送り出され、水溶液フィルタ１４４に供給される。そして、水溶液フィルタ１４４で不純物等が除去されたメタノール水溶液は、パイプＰ５、アノード入口Ｉ１を介してセルスタック１０２を構成する各燃料電池セルのアノードにダイレクトに供給される。
【００６０】
一方、エアポンプ１４８の駆動によってエアフィルタ１４２から吸入された空気（エア）は、パイプＰ８を介してエアチャンバ１５０に流入することによって消音される。そして、吸入された空気およびエアチャンバ１５０に与えられたキャッチタンク１４０からの気体が、パイプＰ９〜Ｐ１１、カソード入口Ｉ３を介してセルスタック１０２を構成する各燃料電池セルのカソードに供給される。
【００６１】
各燃料電池セルのアノードでは、供給されたメタノール水溶液におけるメタノールと水とが化学反応し、二酸化炭素および水素イオンが生成される。生成された水素イオンは、電解質を介してカソードに流入し、そのカソード側に供給された空気中の酸素と電気化学反応して水（水蒸気）および電気エネルギーが生成される。つまり、セルスタック１０２において発電が行われる。生成された電気エネルギーは、二次電池１３４に送られて蓄えられると共に、自動二輪車１０の走行駆動等に利用される。
【００６２】
一方、各燃料電池セルのアノードで生成された二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、上記電気化学反応によって発生する熱によって温度上昇し（たとえば約６５℃〜７０℃となる）、未反応メタノール水溶液の一部は気化される。二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、セルスタック１０２のアノード出口Ｉ２を介して水溶液用のラジエータ１１２内に流入し、ラジエータパイプ１１６を流れる間にファン１２０によって冷却される（たとえば約４０℃となる）。冷却された二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、パイプＰ７を介して水溶液タンク１３０に戻される。
【００６３】
一方、各燃料電池セルのカソードで生成された水蒸気の大部分は液化して水となってセルスタック１０２のカソード出口Ｉ４から排出されるが、飽和水蒸気分はガス状態で排出される。カソード出口Ｉ４から排出された水蒸気の一部は、ラジエータ１１４で冷却され露点を下げることによって液化される。ラジエータ１１４による水蒸気の液化動作は、ファン１２６を動作させることによって行われる。カソード出口Ｉ４からの水分（水および水蒸気）は未反応の空気と共にパイプＰ１２，ラジエータ１１４およびパイプＰ１３を介して水タンク１３２に与えられる。
【００６４】
また、各燃料電池セルのカソードでは、キャッチタンク１４０からの気化したメタノールおよびクロスオーバーによってカソードに移動したメタノールが白金触媒層で酸素と反応して無害な水分と二酸化炭素とに分解される。メタノールから分解された水分と二酸化炭素とは、カソード出口Ｉ４から排出されラジエータ１１４を介して水タンク１３２に与えられる。さらに、水のクロスオーバーによって各燃料電池セルのカソードに移動した水分が、カソード出口Ｉ４から排出されラジエータ１１４を介して水タンク１３２に与えられる。
【００６５】
水タンク１３２に回収された水は、水ポンプ１６０の駆動によってパイプＰ１５，Ｐ１６を介して水溶液タンク１３０に適宜還流され、メタノール水溶液の水として利用される。
【００６６】
運転中の燃料電池システム１００では、各燃料電池セルの劣化を防ぎつつ各燃料電池セルに効率よく発電させるために、メタノール水溶液の濃度検出処理が定期的に実行される。そして、その検出結果に基づいてセルスタック１０２に供給すべきメタノール水溶液のメタノール濃度が調整される。具体的には、メタノール濃度の検出結果に基づいて、燃料タンク１２８内のメタノール燃料が水溶液タンク１３０へ供給され、水タンク１３２内の水が水溶液タンク１３０へ還流される。
【００６７】
このような自動二輪車１０において注目すべきは、燃料電池システム１００の構成部材の配置状態やリヤフレーム１８であり、図８および図９を参照して説明する。
なお、図８および図９において、一点鎖線Ｂは車体幅方向中心線（前輪３８および後輪５２を上から見たときの前輪３８の中心と後輪５２の中心とを結ぶ直線に相当）であり、破線Ｃは二次電池１３４の幅方向中心線であり、また、理解を容易にするため、水溶液タンク１３０、二次電池１３４、リヤフレーム１８の板状部材１８ａ，１８ｂがハッチングされている。
【００６８】
図８および図９に示すように、スイングアーム４８は車体幅方向の左側に配置されている。この実施形態では、スイングアーム４８には電動モータ６０および駆動ユニット６２が内蔵されているので、車両重心が車体幅方向左側に一層偏ってしまう。
【００６９】
一方、水溶液タンク１３０および二次電池１３４は、車体前後方向の位置がスイングアーム４８と一部重なり、かつそれぞれの重心が幅方向車体幅方向中心線Ｂよりもスイングアーム４８側とは反対側にずれるように配置されている。
【００７０】
さらに、リヤフレーム１８は、車体前後方向の位置がスイングアーム４８と一部重なり、かつその板状部材１８ｂの大部分を車体幅方向右側にずらしこれによってリヤフレーム１８の重心が車体幅方向中心線Ｂよりもスイングアーム４８側とは反対側にずれるように設けられている。
【００７１】
自動二輪車１０によれば、水溶液タンク１３０および二次電池１３４が、それぞれの重心が車体幅方向中心線Ｂよりもスイングアーム４８側とは反対側にずれるように配置されるので、車両すなわち自動二輪車１０の重心位置を良好に補正でき車両の安定性が向上する。また、水溶液タンク１３０および二次電池１３４は、車体前後方向の位置がスイングアーム４８と少なくとも一部重なり、水溶液タンク１３０および二次電池１３４とスイングアーム４８とは車体前後方向の位置がほぼ等しくなるので、車両を傾けたときでもその挙動を安定させることができる。したがって、車両の直進時だけではなく旋回時における挙動をも安定させることができる。
【００７２】
また、水溶液タンク１３０をその重心が車体幅方向中心線Ｂよりもスイングアーム４８側とは反対側にずれるように配置することによって、リヤフレーム１８の板状部材１８ａと水溶液タンク１３０との間に隙間を設けることができ、図４等からわかるように、メタノール水溶液等が通る配管（パイプ）をその隙間すなわち水溶液タンク１３０の左側に集中して配置できる。したがって、電気の配線を右側に寄せれば、メタノール水溶液等の配管と電気の配線とを隔離でき安全性を向上できる。
【００７３】
さらに、重量の大きいリヤフレーム１８をその重心が車体幅方向中心線Ｂよりもスイングアーム４８側とは反対側にずれるように設けることによって、車両の重心のずれをさらに良好に補正できる。
【００７４】
また、リヤフレーム１８の板状部材１８ｂを車体幅方向右側にずらせることによって、水溶液タンク１３０を板状部材１８ａと１８ｂとの間で確実に車体幅方向右側にずらせることができ、省スペースという効果を維持しつつ重心のずれを補正できる。
【００７５】
この実施形態では、車体前後方向における位置がスイングアーム４８と少なくとも一部重なりかつ重心が車体幅方向中心線Ｂよりもスイングアーム４８側とは反対側にずれるように配置される構成部材として、水溶液タンク１３０および二次電池１３４を例示したが、これらに限定されない。たとえば、水溶液用ラジエータを気液分離用ラジエータから分離して上述のように配置してもよく、さらに、セルスタック１０２、燃料タンク１２８または水タンク１３２等を上述のように配置してもよい。
【００７６】
さらに、車体幅方向左側に配置されているスイングアーム４８に電動モータ６０等を内蔵すれば、車両左側への重心のずれは大きくなるが、自動二輪車１０によればその重心のずれを効果的に補正できる。
【００７７】
なお、上述の実施形態では、燃料としてメタノールを、燃料水溶液としてメタノール水溶液を用いたが、これに限定されず、燃料としてエタノール等のアルコール系燃料、燃料水溶液としてエタノール水溶液等のアルコール系水溶液を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明の一実施形態の自動二輪車を示す左側面図である。
【図２】自動二輪車の車体フレームに対する燃料電池システムの配置状態を左斜め前方からみた斜視図である。
【図３】自動二輪車の車体フレームに対する燃料電池システムの配置状態を左斜め後方からみた斜視図である。
【図４】燃料電池システムの配管状態を示す左側面図である。
【図５】燃料電池システムの配管状態を示す右側面図である。
【図６】燃料電池システムの配管状態を左斜め前方からみた斜視図である。
【図７】燃料電池システムの配管状態を右斜め前方からみた斜視図である。
【図８】自動二輪車の要部を示す背面図解図である。
【図９】自動二輪車の要部を示す平面図解図である。
【図１０】燃料電池システムの配管を示すシステム図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０      自動二輪車
１１      車体
１６ａ，１８a，１８ｂ，１８ｃ      板状部材
１８      リヤフレーム
４８      スイングアーム
５２      後輪
６０      電動モータ
１００      燃料電池システム
１０２      燃料電池セルスタック
１３０      水溶液タンク
１３４      二次電池
【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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【図１０】
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