(57)【要約】【課題】公道走行が行える実用化可能な電動車輛（及び電動自転車）であり、人力走行、電動アシスト式自転車、原動機付自転車及び総輪駆動自転車として各種の走行パターンが選択でき、また２４Ｖの通常走行と４８Ｖのパワー走行も選択できるハイブリッド式電動車輛（及び電動自転車）を提供する。【解決手段】水素タンク６に水素吸蔵合金タンク６Ａ又は低圧の水素が充填された市販の水素カセット缶６Ｂを、また燃料電池収容容器２５には空気及び水蒸気を通し液体を通さない材質及び構造の容器を夫々用い、「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の走行パターンが選択できる走行パターン切換えスイッチ６６と、走行速度を固定できる節度式変速操作スイッチ６２と、燃料電池２と二次電池３とを並列・直列のいずれにも接続できる並列・直列切換えスイッチ３６とを備えた構成を特徴とする。【選択図】図１
2007112406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに水素吸蔵合金タンクを用い、かつ該水素吸蔵合金タンクを着脱自在に構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項２】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに水素吸蔵合金タンクを用い、かつ該水素吸蔵合金タンクを着脱自在に構成すると共に、１個又は複数の予備水素吸蔵合金タンクを、車体を構成するフレームパイプの内部又は外部に着脱自在に取り付けるように構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項３】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに水素吸蔵合金タンクを用い、かつ該水素吸蔵合金タンクを、車体を構成するフレームパイプに内蔵し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁を前記フレームパイプの下方に向けて配設したことを特徴とする電動車輛。
【請求項４】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体を構成するフレームパイプ内の空間を低圧水素を収容する水素タンクとして構成し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁を前記フレームパイプの下方に向けて配設したことを特徴とする電動車輛。
【請求項５】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに市販の低圧の水素カセット缶を用い、かつ水素カセット缶を着脱自在に構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項６】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに市販の低圧の水素カセット缶を用い、かつ該低圧水素カセット缶を着脱自在に構成すると共に、１個又は複数の予備水素カセット缶を、車体を構成するフレームパイプの内部又は外部に着脱自在に取り付けるように構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項７】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体を構成するフレームパイプを、少くとも市販の低圧の水素カセット缶又は水素吸蔵合金タンクが収容できる程度に太く形成すると共に該フレームパイプの一部に内容物が出し入れ可能な大きさの開閉蓋を設け、かつ該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁を該フレームパイプにその下方に向けて配設し、該フレームパイプ内に１個又は複数の水素カセット缶又は水素吸蔵合金タンクが収容できるように構成し、前記開閉蓋により前記フレームパイプ内を水密に構成すると共に前記内容物の出し入れが可能に構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項８】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、前記燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワとを備え、前記ブロワからの送風により前記燃料電池スタックが冷却される際の排熱が前記水素タンクに送られて該水素タンクが前記排熱により加熱されるように前記水素タンクを前記燃料電池スタックに隣接配置したことを特徴とする電動車輛。
【請求項９】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、前記燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワと、これらの燃料電池部品の全部を収容し空気及び水蒸気を通し液体を通さない材質又は構造からなる燃料電池収容容器と、該燃料電池収容容器の一壁面と前記水素タンクとの間に配置された熱遮蔽板とを備え、前記ブロワからの送風により前記燃料電池スタックが冷却される際の排熱が前記水素タンクに送られて該水素タンクが前記排熱により加熱されるように前記水素タンクを前記燃料電池スタックに隣接配置し、かつ前記水素タンクを加熱した前記排熱が前記熱遮蔽板に当たって反射し前記一壁面からは外部に逃げず前記燃料電池収容容器内を再循環した後、前記一壁面を除く他の壁面から外部に放出されるように構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項１０】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、前記燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワと、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータと、該ＤＣ−ＤＣコンバータの断熱材とを備え、前記ブロワからの送風により前記燃料電池スタックが冷却される際の排熱が前記水素タンクに送られて該水素タンクが前記排熱により加熱されるように前記水素タンクを前記燃料電池スタックに隣接配置すると共に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが断熱された状態で前記水素タンクに隣接配置されたことを特徴とする電動車輛。
【請求項１１】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、前記燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワと、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記燃料電池スタックの排熱を前記水素タンクに供給する排熱利用ダクトと、これらのすべての部品を載置可能で自転車等の荷台に直接着脱自在に取り付け可能な設置ステーとを備え、前記排熱利用ダクトにより前記燃料電池スタックからの排熱を前記水素タンクに供給して該水素タンク内のガス圧力を増加させると共に、前記ステーごと前記燃料電池を脱着して走行用及び他の用途に前記燃料電池を使用可能に構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項１２】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、通常走行時には前記燃料電池と前記二次電池とを並列に接続し、高出力が要求される走行時には前記燃料電池と前記二次電池とを直列に接続するように切り換える並列・直列切換えスイッチと、該並列・直列切換えスイッチと前記電動モータとの間に接続され該電動モータへの電力を制御する電動モータ制御装置とを備えたことを特徴とする電動車輛。
【請求項１３】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、通常走行時には前記燃料電池と前記二次電池とを並列に接続し、高出力が要求される走行時には前記燃料電池と前記二次電池とを直列に接続する並列・直列切換えスイッチと、該並列・直列切換えスイッチと前記電動モータとの間に接続され該電動モータへの電力を制御する電動モータ制御装置とを備え、該電動モータ制御装置は、前記電動モータへの過電流カットオフ機能を備えたものであることを特徴とする電動車輛。
【請求項１４】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体の太陽光線が当たり易い適所に太陽光発電器を配設し、該太陽光発電器を前記二次電池に電気的に接続したことを特徴とする電動車輛。
【請求項１５】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記電動モータを、同軸上にモータと発電機が取り付けられたモータ・発電機併用型とし、前記発電機を、前照灯に直結し、走行中該発電機から該前照灯への通電がなされるように構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項１６】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、ブレーキをかけることでブレーキ作動信号を送出するブレーキスイッチと、該ブレーキスイッチからの信号により作動してブレーキをかけると同時に前記電動モータへのすべての電力の供給を停止させるブレーキ連動の電力停止装置とを備えたことを特徴とする電動車輛。
【請求項１７】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車輛の速度を複数段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチを備えたことを特徴とする電動車輛。
【請求項１８】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、走行速度を複数段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチを、ハンドルの中央部付近又はグリップに備えたことを特徴とする電動車輛。
【請求項１９】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、前後輪を夫々独立した機能で走行させ、走行パターンにより個別の制御を行って走行させるように構成したことを特徴とする電動車輛。
【請求項２０】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動自転車において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、ＯＦＦ時には人力のみでの走行、後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、前輪駆動時には原動機付自転車としての走行及び前後輪駆動時には滑り易い路面での総輪駆動走行が夫々可能に構成したことを特徴とする電動自転車。
【請求項２１】
燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動自転車において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、ＯＦＦ時には人力のみでの走行、、後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、前輪駆動時には原動機付自転車としての走行及び前後輪駆動時には滑り易い路面での総輪駆動走行が夫々可能に構成し、かつこれらの走行パターンの表示、バッテリーの残量表示、前記走行パターン切換えスイッチ、前記燃料電池と前記二次電池の並列・直列切換えスイッチ及び並列・直列切換え表示等の走行に必要な各種の表示機能とスイッチ類を有する走行モニタをハンドル上の適所に配設したことを特徴とする電動自転車。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、電動車輛（及び電動自転車）に係り、特に燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛（及び電動自転車）において、公道上や私道としての構内又は建造物内を安全に実走行可能なように、燃料としての水素を貯蔵する水素タンクを、水素吸蔵合金タンク又は市販の低圧の水素が充填された水素カセット缶とし、しかもこれらの水素タンクを簡単に交換可能、着脱自在に構成して短時間で水素の補給ができるようにし、またこれらの水素吸蔵合金タンクや水素カセット缶を車体のフレームパイプ内に内蔵又は収容できるようにして、燃料電池を搭載した車輛としては極端な軽量化を可能としつつ長時間の走行ができるようにし、また走行速度調節を各速度段階固定の節度式のものとして運転者の疲労の軽減を図ると共に、電動モータを前輪及び後輪に夫々配設して、例えば４種類の走行パターンが選べるようにし、ＯＦＦ時には人力のみでの走行、後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、前輪駆動時には原動機付自転車としての走行及び前後輪駆動時には雪道等の滑り易い路面やダートの急登坂路での総輪駆動走行が夫々可能なハイブリッド電動自転車（「Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｈｙｂｒｉｄ（本願出願人の商標）」の電動自転車又は「ＴＷＩＮ  ＤＲＩＶＥ（本願出願人の商標）」）の電動自転車として構成し、更には燃料電池と二次電池との接続を並列又は直列に切り換え可能とすることにより、高出力が必要な走行時には燃料電池と二次電池とを直列に接続して十分なパワーで加速、登坂等ができるようにした、確実に実用化可能で、排気が水蒸気のみという地球環境にも最も優しく、公道、雪道・砂利道等の悪路、空港、港湾、構内、会社又はスポーツ施設等の室内、展示会場におけるＰＲ用等あらゆる場面で、極めて安全かつ快適に使用することができる画期的な電動車輛（及び電動自転車）に関する。
【背景技術】
【０００２】従来、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛及び電動自転車は、種々提案されているが、未だ通常のパワーアシスト式自転車よりわずかに質量が増した程度の極く軽量化されたもので、確実に実用可能なものは、全く提供されておらず、京都議定書による地球的規模での二酸化酸素排出量の削減が求められている昨今の実情に鑑み、その実現が待たれているのが現状である。【０００３】このように、燃料電池駆動の車輛、特に燃料電池駆動のバイクや電動自転車が実用化されなかった理由の一つは、政府の方針により、燃料としての水素を、高圧のボンベに充填されたものを基本として国家プロジェクトを進めていたことによるものである。このような特定の認可が必要とされる圧力容器を用いた電動車輛では、簡単には軽量化できず、また安全性の面から公道や室内での走行について行政の許認可を受けることは不可能であり、例えば燃料電池駆動のバイクや電動自転車において公道走行用のナンバープレートを取得することは、メタノール燃料使用の特別なものを除き、不可能とされていた。【０００４】例えば、特開平８−１１９１８０号公報には、電動自転車が開示されているが、該従来例は、電動自転車としての基本を示しており、燃料供給方法としては、水素容器又はメタノールを使用し、更に燃料電池の起動を電動モータに供給することで、主動力或いは補助動力として電動モータによる車輪駆動が可能になること、燃料電池の発電出力の一部が充電される蓄電池を備えていること、燃料をメタノールにした際には、改質器で水素リッチガスを製造すること及び水素ボンベを交換することで連続運転が可能であることを開示しているものの、水素ボンベがどのようなものであるか開示しておらず、従ってその内容や技術が不明であり、本願発明者及び出願人の知るところでは、公道走行可能に実用化された実績は報告されていない。【０００５】また特開２００１−９５１０９号公報には、電動自転車および電動自転車の駆動方法が開示されているが、該従来例は、燃料の供給方法としては、メタノールと水を使用し、充電の必要がなく、長時間の運転が可能であること、燃料の加熱制御及び自転車のトルク出力、燃料供給量を細かく制御することが開示されているものの、メタノール使用では、どうしても水の供給が不可欠であると共に、燃料電池の構造が複雑で加熱の必要もあること等のために軽量化が困難であり、本願発明者及び出願人の知るところでは、やはり公道走行可能に実用化された実績は報告されていない。【０００６】また特開２００２−３７１６７号公報には、自動二輪車が開示されているが、該従来例は、燃料供給方法としては、水素吸蔵合金容器を使用し、電圧変換用ＤＣ−ＤＣコンバータの排熱を利用し、寒冷地での走行時に温風を乗員に向けて吹き付けて暖房すること及びＤＣ−ＤＣコンバータを水素燃料容器に近接配置してＤＣ−ＤＣコンバータの排熱を水素燃料容器に伝達可能にしたことを開示しているものの、電動自転車に実用可能な軽量化技術や車輛の質量がどの程度のものであるかが開示されておらず、当時の技術では最低でも車輛の質量は１００ｋｇを超えているものと思われ、到底パワーアシスト式自転車に利用できるものではなく、本願発明者及び出願人の知るところでは、質量７０ｋｇ程度の重いバイクを除き、やはり公道走行可能に実用化された実績は報告されていない。【０００７】また特開２００２−３２１６８１号公報には、ハイブリッド電動自転車の制御システムが開示されてはいるが、該従来例は、燃料供給方法としては、水素容器とメタノールを使用し、燃料電池と二次電池を搭載し、すぐに走行が継続できるハイブリッド電動自転車の制御システム、人力により駆動する第一駆動系と、人力検知手段と、電動モータにより駆動する第二駆動系と、電動モータに電力を供給する燃料電池と二次電池を含み、人力検知値に応じて電動モータが出力すべき要求動力を設定すること及び要求動力値に応じて、燃料電池の出力を電動モータに供給したり、二次電池に充電したりすることが可能なことを開示しているものの、どの程度の軽量化ができたのか等については開示しておらず、該従来例に係る電動自転車については、本願発明者及び出願人の知るところでは、やはり公道走行可能に実用化された実績は報告されていない。【０００８】
【特許文献１】特開平８−１１９１８０
【特許文献２】特開２００１−９５１０９
【特許文献３】特開２００２−３７１６７
【特許文献４】特開２００２−３２１６８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、燃料電池の水素タンクに水素吸蔵合金タンクを用い、かつ該水素吸蔵合金タンクを着脱自在に構成することによって、長時間走行が可能な量の水素が充填されながら、従来例に比べて極端な軽量化と長時間走行が可能で、水素燃料の交換も水素吸蔵合金タンクごと交換することで、極めて短時間に行うことができ、しかも爆発の危険性が少なく、安全性が極めて高く、確実に実用化でき、公道走行や室内での走行も可能な電動車輛を提供することである。【００１０】また他の目的は、上記（請求項１）の構成に加えて、１個又は複数の予備水素吸蔵合金タンクを、車体を構成するフレームパイプの内部又は外部に着脱自在に取り付けることによって、１台の電動車輛に搭載される燃料としての水素の量を格段に増大させ、空になった水素吸蔵合金タンクを搭載された他の予備の水素吸蔵合金タンクと交換することによって、車輛に搭載された水素吸蔵合金タンクの数を変化させることなく、容易に燃料の補給ができるようにすることでああり、またこれによって電動車輛の実走行可能距離を延長し、実用化可能な電動車輛を提供することである。【００１１】また他の目的は、上記（請求項１）の構成に加えて、水素吸蔵合金タンクを、車体を構成するフレームパイプに内蔵し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁をフレームパイプの下方に向けて配設することによって、本来の水素吸蔵合金タンクは燃料電池に交換可能に配置しておき、このフレームパイプに内蔵された水素吸蔵合金タンクを予備の燃料として使用することができるようにすることであり、またこれによって車輛のデザインの自由度を増大させて、電動車輛の外観をきれいにし、しかもリリース弁の設置により水素の異常な増圧の際にも爆発等の危険がなく、安全性が高い電動車輛を提供することである。【００１２】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体を構成するフレームパイプ内の空間を低圧水素を収容する水素タンクとして構成し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁をフレームパイプにその下方に向けて配設することによって、従来全く利用されていなかった車体を構成するフレームパイプの内部の空間を有効利用して相当量の水素をここに充填して、予備の水素タンクとして使用できるようにすることであり、またこれによって電動車輛の実走行距離を延ばし、その商品価値を高めると共に、リリース弁の設置により安全性の向上を図ることである。【００１３】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、燃料電池の水素タンクに市販の低圧の水素カセット缶を用い、かつ該水素カセット缶を着脱自在に構成することによって、１缶当たりの走行距離は短いものの、極めて簡易かつ安全、軽量の水素タンクの実現を可能とし、電動車輛の極端な軽量化を可能とすることであり、またこれによって公道走行可能な電動車輛を容易に実現させることができるようにすることである。また他の目的は、市販の水素カセット缶を途中で購入して交換しながら走行することによって、予備のものを差程車輛に搭載していなくても、目的地まで到達できる電動車輛を提供することである。【００１４】また他の目的は、上記（請求項５）の構成に加えて、１個又は複数の予備の水素カセット缶を、車体を構成するフレームパイプの内部又は外部に着脱自在に取り付けるように構成することによって、車輛１台当たりの水素燃料の予備の搭載量を増大させ、車輛に搭載された予備の水素カセット缶と空になった水素カセット缶とを交換しながら走行することで、新たな購入なしの連続走行を可能にし、電動車輛の利便性を更に向上させることである。【００１５】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体を構成するフレームパイプを、少くとも市販の低圧の水素カセット缶又は水素吸蔵合金タンクが収容できる程度に太く形成すると共に該フレームパイプの一部に内容物が出し入れ可能な大きさの開閉蓋を設け、かつ該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁を下方に向けて配設し、該フレームパイプ内に１個又は複数の水素カセット缶又は水素吸蔵合金タンクが収容できるように構成し、開閉蓋によりフレームパイプ内を水密に構成すると共に内容物の出し入れが可能に構成することによって、常時４本程度の水素吸蔵合金タンク又は市販の水素カセット缶を予備として、車輛に搭載でき、しかも開閉蓋の締め付けにより水素タンクのがたつきや振動音が発生しないようにして、予備の水素燃料の実質的な量を大幅に増大させ、新たな水素タンクの購入なしの実走行距離を延長させると共に、外側から見ても予備の水素タンクを搭載していることがわからないようにして、車輛の外観をきれいにし、しかもフレームパイプの内部に水が入らないことで、雨天や台風のような悪天候の日でも安心して走行できるようにすることであり、また開閉蓋の開閉動作により、極めて容易に水素タンクの交換ができ、空になった水素タンクはフレームパイプ内に収容できるようにして、常に過不足なく水素タンクの交換ができるようにすることである。【００１６】更に他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワとを備え、ブロワからの送風により燃料電池スタックが冷却される際の排熱が水素タンクに送られて該水素タンクが排熱により加熱されるように水素タンクを燃料電池スタックに隣接配置することによって、燃料電池内の温風の流れと、加熱すべき物と冷却すべき物との物性を巧みに利用して、外部からの余分な動力や熱量を用いることなく、燃料電池スタックを適度に冷却しながら、その排熱を隣接した水素タンクに供給して加熱することにより、水素の発生によって気化熱により冷却される傾向にある水素タンクの温度を適温に保つことができるようにすることであり、またこれによって連続して水素が活性化された状態で順調に供給され続けるようにし、燃料電池スタックへの順調な水素の連続供給により発電効率を常時良好に保つことができるようにすることである。【００１７】また他の目的は、上記（請求項８）の構成に加えて、これらの燃料電池部品の全部を収容し空気及び水蒸気を通し液体を通さない材質又は構造からなる燃料電池収容容器と、該燃料電池収容容器の一壁面と水素タンクとの間に配置された熱遮蔽板とを備え、ブロワからの送風により燃料電池スタックが冷却される際の排熱が前記水素タンクに送られて該水素タンクが排熱により加熱されるように水素タンクを燃料電池スタックに隣接配置し、かつ水素タンクを加熱した排熱が熱遮蔽板に当たって反射し一壁面からは外部に逃げず燃料電池収容容器内を再循環した後、一壁面を除く他の壁面から外部に放出されるように構成することによって、加熱のために水素タンクに当たった燃料電池スタックからの温風がそのまま再循環して利用されるようにし、燃料電池内の温風の流れと、加熱すべき物と冷却すべき物との物性を巧みに利用して、外部からの余分な動力や熱量を用いることなく、燃料電池スタックを適度に冷却しながら、その排熱を隣接した水素タンクに供給して加熱することにより、水素の発生によって気化熱により冷却される傾向にある水素タンクの温度を適温に保つことができるようにすることであり、またこれによって連続して水素が活性化された状態で順調に供給され続けるようにし、燃料電池スタックへの順調な水素の連続供給により発電効率を常時最高値に保つことができるようにすることである。
また他の目的は、燃料電池収容容器が空気及び水蒸気を通し液体を通さない材質又は構造からなるもので構成することによって、燃料電池が必要とする空気（特に酸素）の外部からの吸引と、燃料電池の排気である水蒸気の外部への排出が何ら支障なく行われるようにすることであり、またこれによって台風や雨天等の外部から多量の液体が降り注ぐ環境下でも、車輛に搭載の燃料電池が全く支障なく発電を続行でき、電動車輛が悪天候下でも全く支障なく走行できるようにすることである。【００１８】また他の目的は、上記（請求項９）の構成に加えて、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータと、該ＤＣ−ＤＣコンバータの断熱材とを備え、ブロワからの送風により燃料電池スタックが冷却される際の排熱が水素タンクに送られて該水素タンクが排熱により加熱されるように水素タンクを燃料電池スタックに隣接配置すると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータを断熱された状態で水素タンクに隣接配置することによって、燃料電池の装置全体の容積を小さくできるようにすると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータの発熱による熱量が水素タンクに影響を与えないようにして、ＤＣ−ＤＣコンバータと水素タンクとの相互関係に支障がないようにすることである。【００１９】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワと、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータと、燃料電池スタックの排熱を水素タンクに供給する排熱利用ダクトと、これらのすべての部品を載置可能で自転車等の荷台に直接着脱自在に取り付け可能な設置ステーとを備え、排熱利用ダクトにより燃料電池スタックからの排熱を水素タンクに供給して該水素タンク内のガス圧力を増加させると共に、ステーごと燃料電池を脱着して走行用及び他の用途に燃料電池を使用可能に構成することによって、燃料電池の装置全体を一つのまとまりとして、車輛に対して容易に脱着できるようにすることであり、またこれによってキャンプや災害時等において、レジヤー用又は非常用電源として電動車輛の燃料電池が多用途に利用できるようにすることである。【００２０】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、通常走行時には燃料電池と二次電池とを並列に接続し、高出力が要求される走行時には燃料電池と二次電池とを直列に接続するように切り換える並列・直列切換えスイッチと、該並列・直列切換えスイッチと電動モータとの間に接続され該電動モータへの電力を制御する電動モータ制御装置とを備えることによって、例えば通常両電池の定格電圧が２４Ｖである場合、いずれかの電池の出力が低下して電圧が下がったり、両電池の電圧は正常でも、加速時、積荷が重い場合、急登坂路にさしかかった場合等に、定格電圧を超えて、最大４８Ｖの電圧が得られると共に、この最大電圧の下で、電動モータ制御装置により最適電圧・電流の制御を可能とし、あらゆる場面で、順調な走行ができるようにすることである。【００２１】また他の目的は、上記（請求項１２）の構成に加えて、電動モータ制御装置に、電動モータへの過電流カットオフ機能を備えることによって、前輪及び後輪のいずれの電動モータにも過電流が決して供給されないようにして、電動モータの破損を防止することであり、またこれによって通常よりもはるかに強力なパワー走行をしつつも、運転者は安心して快適・安全な走行が保証されるようにすることである。【００２２】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体の太陽光線が当たり易い適所に太陽光発電器を配設し、該太陽光発電器を二次電池に電気的に接続することによって、例えば駐車時間が長い電動自転車等において、特に駐車中に十分な二次電池の充電ができるようにすることであり、またこれによって太陽エネルギも二次電池に蓄えて、走行にも夜間の前照灯点灯にも利用できるようにし、特に前照灯に発光ダイオードを用いることにより、駐車中の発電量で十分に夜間の前照灯点灯用の電力が賄えるようにすることであり、更に二次電池の電力が増すことで、燃料電池の燃料が少なくて済むようにして、電動車輛の走行燃費の向上と燃料の節約を図ることである。【００２３】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、電動モータを、同軸上にモータと発電機が取り付けられたモータ・発電機併用型とし、前記発電機を、前照灯に直結し、走行中該発電機から該前照灯への通電がなされるように構成することによって、燃料電池や二次電池の電力がなくなった場合でも走行している限り夜間に前照灯が常時点灯するようにすることであり、またこれによって電気系統の故障時における夜間の安全性を向上させることである。またモータ・発電機併用型の電動モータを、車輪の内部に搭載するいわゆるハブインモータ又はホイールインモータとして構成できるようにすることであり、またこれによって電動モータの大幅なコンパクト化を図ると共に、車輛への搭載の容易化を図ることである。【００２４】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、ブレーキをかけることでブレーキ作動信号を送出するブレーキスイッチと、該ブレーキスイッチからの信号により作動してブレーキをかけると同時に電動モータへのすべての電力の供給を停止させるブレーキ連動の電力停止装置とを備えることによって、制動動作と走行動作という相反する動作指令が同時に発せられないようにして、ブレーキは車輛の持つ運動のエネルギのみを吸収すればよいようにし、またこれによってブレーキが運転者の意志通りに作用するようにして、電動車輛としての制動時の安全性を向上させることである。【００２５】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車輛の速度を複数段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチを備えることによって、走行中にある速度段階に調節しておけばそのままの速度が維持されるようにすることで、走行中に手を離すことによる出力の低下を防止するために費やされる運転者の精神的負担を軽減することであり、またこれによって安定走行時の運転の快適性を向上させると共に、運転者の疲労を大幅に軽減させることである。【００２６】また他の目的は、上記（請求項１７）の構成に加えて、車輛の速度を複数段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチを、ハンドルの中央部付近又はグリップに備えることによって、走行中にある速度段階に調節しておけばそのままの速度が維持されるようにすることで、走行中に手を離すことによる出力の低下を防止するために費やされる運転者の精神的負担を軽減することであり、またこれによって安定走行時の運転の快適性を向上させると共に、運転者の疲労を大幅に軽減させ、更に運転者から見やすく、また扱い易い位置にこのスイッチが存在することにより、電動車輛の操作性を良好にし、その商品価値のより一層の増大を図ることである。【００２７】更に他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、前後輪を夫々独立した機能で走行させ、走行パターンにより個別の制御を行って走行させるように構成することによって、公道、雪道・砂利道等の悪路、空港、港湾、構内、会社又はスポーツ施設等の室内、展示会場におけるＰＲ等あらゆる場面で、極めて安全かつ快適に使用できる画期的な電動車輛を提供することであり、特に展示会場等で車輛を停止させた状態で前輪のみを浮かせて燃料電池による電力で回転させ、燃料電池搭載車輛として、観客の注意を惹く等のデモンストレーションを可能にして、多目的に利用できる電動車輛を提供することである。【００２８】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動自転車において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへ電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、ＯＦＦ時には人力のみでの走行、後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、前輪駆動時には原動機付自転車としての走行及び前後輪駆動時には滑り易い路面での総輪駆動走行が夫々可能に構成することによって、公道、雪道・砂利道等の悪路、空港、港湾、構内、会社又はスポーツ施設等の室内、展示会場におけるＰＲ等あらゆる場面で、極めて安全かつ快適に使用できる画期的な電動自転車を提供することであり、特に電力のＯＦＦ時には人力のみで走行する普通の自転車としても使用できることで、例えばわずかに下りの平坦路や長い下り坂等では燃料を全く使わずに相当距離の走行が可能で、燃費の非常に優れた電動自転車とすることである。【００２９】また他の目的は、上記（請求項１９）の構成に加えて、これらの走行パターンの表示、バッテリーの残量表示、走行パターン切換えスイッチ、燃料電池と二次電池の並列・直列切換えスイッチ及び並列・直列切換え表示等の走行に必要な各種の表示機能とスイッチ類を有する走行モニタをハンドル上の適所に配設することによって、燃料電池搭載の電動自転車としての走行中の走行パターン等各種のデータの認識性、即ち見やすさと、操作性の向上を図ることであり、また電動自転車としての走行の楽しさ及び安全性を向上させることである。
【発明の効果】
【００３０】本発明は、上記のように燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、燃料電池の水素タンクに水素吸蔵合金タンクを用い、かつ該水素吸蔵合金タンクを着脱自在に構成したので、長時間走行が可能な量の水素が充填されながら、従来例に比べて極端な軽量化と長時間走行が可能となり、水素燃料の交換も水素吸蔵合金タンクごと交換することで、極めて短時間に行うことができる効果があり、しかも爆発の危険性がなく、安全性が極めて高く、確実に実用化でき、公道走行や室内での走行も可能な電動車輛を提供することができる効果がある。【００３１】また上記（請求項１）の構成に加えて、１個又は複数の予備水素吸蔵合金タンクを、車体を構成するフレームパイプの内部又は外部に着脱自在に取り付けたので、１台の電動車輛に搭載される燃料としての水素の量を格段に増大させることができ、空になった水素吸蔵合金タンクを搭載された他の予備の水素吸蔵合金タンクと交換することによって、車輛に搭載された水素吸蔵合金タンクの数を変化させることなく、容易に燃料の補給ができるという効果があり、またこの結果電動車輛の実走行可能距離を延長し、実用化可能な電動車輛を提供できるという効果がある。【００３２】また上記（請求項１）の構成に加えて、水素吸蔵合金タンクを、車体を構成するフレームパイプに内蔵し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁をフレームパイプの下方に向けて配設したので、本来の水素吸蔵合金タンクは燃料電池に交換可能に配置しておき、このフレームパイプに内蔵された水素吸蔵合金タンクを予備の燃料として使用することができる効果があり、またこの結果車輛のデザインの自由度を増大させて、電動車輛の外観をきれいにすることができ、しかもリリース弁の設置により水素の異常な増圧の際にも爆発等の危険がなく、安全性が高い電動車輛を提供することができる効果がある。【００３３】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体を構成するフレームパイプ内の空間を低圧水素を収容する水素タンクとして構成し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁をフレームパイプにその下方に向けて配設したので、従来あまり利用されていなかった車体を構成するフレームパイプの内部の空間を有効利用して相当量の水素をここに充填して、予備の水素タンクとして使用できるという効果があり、またこの結果電動車輛の実走行距離を延ばし、その商品価値を高めると共に、リリース弁の設置により安全性の向上を図ることができる効果がある。【００３４】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、燃料電池の水素タンクに市販の低圧の水素カセット缶を用い、かつ該水素カセット缶を着脱自在に構成したので、１缶当たりの走行距離は短いものの、極めて簡易かつ安全、軽量の水素タンクの実現が可能となり、電動車輛の極端な軽量化を可能とし得る効果があり、またこの結果公道走行可能な電動車輛を容易に実現させることができるという効果がある。また市販の水素カセット缶を途中で購入して交換しながら走行することによって、予備のものを差程車輛に搭載していなくても、目的地まで到達できる電動車輛を提供できる効果がある。【００３５】また上記（請求項５）の構成に加えて、１個又は複数の予備の低圧の水素カセット缶を、車体を構成するフレームパイプの内部又は外部に着脱自在に取り付けるように構成したので、車輛１台当たりの水素燃料の予備の搭載量を増大させる効果があり、車輛に搭載された予備の水素カセット缶と空になった水素カセット缶とを交換しながら走行することで、新たな購入なしの連続走行が可能となり、電動車輛の利便性を更に向上させることができる効果がある。【００３６】また他の目的は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体を構成するフレームパイプを、少くとも市販の低圧の水素カセット缶又は水素吸蔵合金タンクが収容できる程度に太く形成すると共に該フレームパイプの一部に内容物が出し入れ可能な大きさの開閉蓋を設け、かつ該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁を該フレームパイプにその下方に向けて配設し、該フレームパイプ内に１個又は複数の水素カセット缶又は水素吸蔵合金タンクが収容できるように構成し、開閉蓋によりフレームパイプ内を水密に構成すると共に内容物の出し入れが可能に構成したので、常時４本程度の水素吸蔵合金タンク又は市販の水素カセット缶を予備として、車輛に搭載でき、しかも開閉蓋の締め付けにより水素タンクのがたつきや振動音が発生しないという効果があり、予備の水素燃料の実質的な量を大幅に増大させ、新たな水素タンクの購入なしの実走行距離を延長させる効果があると共に、外側から見ても予備の水素タンクを搭載していることがわからないというメリットもあり、車輛の外観がきれいになり、しかもフレームパイプの内部に水が入らないため、雨天や台風のような悪天候の日でも安心して走行できるという効果があり、また開閉蓋の開閉動作により、極めて容易に水素タンクの交換ができ、空になった水素タンクはフレームパイプ内に収容できるため、常に過不足なく水素タンクの交換ができるという効果がある。【００３７】更には、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワとを備え、ブロワからの送風により燃料電池スタックが冷却される際の排熱が水素タンクに送られて該水素タンクが排熱により加熱されるように水素タンクを燃料電池スタックに隣接配置したので、燃料電池内の温風の流れと、加熱すべき物と冷却すべき物との物性を巧みに利用でき、外部からの余分な動力や熱量を用いることなく、燃料電池スタックを適度に冷却しながら、その排熱を隣接した水素タンクに供給して加熱することにより、水素の発生によって気化熱により冷却される傾向にある水素タンクの温度を適温に保つことができるという効果があり、またこの結果連続して水素が活性化された状態で順調に供給され続けるという効果があり、燃料電池スタックへの順調な水素の連続供給により発電効率を常時良好に保つことができるという効果がある。【００３８】また上記（請求項８）の構成に加えて、これらの燃料電池部品の全部を収容し空気及び水蒸気を通し液体を通さない材質又は構造からなる燃料電池収容容器と、該燃料電池収容容器の一壁面と水素タンクとの間に配置された熱遮蔽板とを備え、ブロワからの送風により燃料電池スタックが冷却される際の排熱が前記水素タンクに送られて該水素タンクが排熱により加熱されるように水素タンクを燃料電池スタックに隣接配置し、かつ水素タンクを加熱した排熱が熱遮蔽板に当たって反射し一壁面からは外部に逃げず燃料電池収容容器内を再循環した後、一壁面を除く他の壁面から外部に放出されるように構成したので、加熱のために水素タンクに当たった燃料電池スタックからの温風がそのまま再循環して利用される効果があり、燃料電池内の温風の流れと、加熱すべき物と冷却すべき物との物性を巧みに利用でき、外部からの余分な動力や熱量を用いることなく、燃料電池スタックを適度に冷却しながら、その排熱を隣接した水素タンクに供給して加熱することにより、水素の発生によって気化熱により冷却される傾向にある水素タンクの温度を適温に保つことができるという効果があり、またこの結果連続して水素が活性化された状態で順調に供給され続けるという効果があり、燃料電池スタックへの順調な水素の連続供給により発電効率を常時最高値に保つことができるという効果がある。また燃料電池収容容器が空気及び水蒸気を通し液体を通さない材質又は構造からなるもので構成したので、燃料電池が必要とする空気（特に酸素）の外部からの吸引と、燃料電池の排気である水蒸気の外部への排出が何ら支障なく行われるという効果があり、またこの結果台風や雨天等の外部から多量の液体が降り注ぐ環境下でも、車輛に搭載の燃料電池が全く支障なく発電を続行でき、電動車輛が悪天候下でも全く支障なく走行できるという効果がある。【００３９】また上記（請求項９）の構成に加えて、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータと、該ＤＣ−ＤＣコンバータの断熱材とを備え、ブロワからの送風により燃料電池スタックが冷却される際の排熱が水素タンクに送られて該水素タンクが排熱により加熱されるように水素タンクを燃料電池スタックに隣接配置すると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータを断熱された状態で水素タンクに隣接配置したので、燃料電池の装置全体の容積を小さくできる効果があると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータの発熱による熱量が水素タンクに影響を与えないため、ＤＣ−ＤＣコンバータと水素タンクとの相互関係に支障がないようにできる効果がある。【００４０】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワと、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータと、燃料電池スタックの排熱を水素タンクに供給する排熱利用ダクトと、これらのすべての部品を載置可能で自転車等の荷台に直接着脱自在に取り付け可能な設置ステーとを備え、排熱利用ダクトにより燃料電池スタックからの排熱を水素タンクに供給して該水素タンク内のガス圧力を増加させると共に、ステーごと燃料電池を脱着して走行用及び他の用途に燃料電池を使用可能に構成したので、燃料電池の装置全体を一つのまとまりとして、車輛に対して容易に脱着できるという効果があり、またこの結果キャンプや災害時等において、レジヤー用又は非常用電源として電動車輛の燃料電池が多用途に利用できるという効果が得られる。【００４１】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、通常走行時には燃料電池と二次電池とを並列に接続し、高出力が要求される走行時には燃料電池と二次電池とを直列に接続するように切り換える並列・直列切換えスイッチと、該並列・直列切換えスイッチと電動モータとの間に接続され該電動モータへの電力を制御する電動モータ制御装置とを備えたので、例えば通常両電池の定格電圧が２４Ｖである場合、いずれかの電池の出力が低下して電圧が下がったり、両電池の電圧は正常でも、加速時、積荷が重い場合、急登坂路にさしかかった場合等に、定格電圧を超えて、最大４８Ｖの電圧が得られる効果があると共に、この最大電圧の下で、電動モータ制御装置により最適電圧・電流の制御を可能となり、あらゆる場面で、順調な走行ができるという効果がある。【００４２】また上記（請求項１２）の構成に加えて、電動モータ制御装置に、電動モータへの過電流カットオフ機能を備えたので、前輪及び後輪のいずれの電動モータにも過電流が決して供給されないようにすることができ、電動モータの破損を防止できる効果があり、またこの結果通常よりもはるかに強力なパワー走行をしつつも、運転者は安心して快適・安全な走行が保証されるという効果がある。【００４３】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体の太陽光線が当たり易い適所に太陽光発電器を配設し、該太陽光発電器を二次電池に電気的に接続したので、例えば駐車時間が長い電動自転車等において、特に駐車中に十分な二次電池の充電ができるという効果があり、またこの結果太陽エネルギも二次電池に蓄えて、走行にも夜間の前照灯点灯にも利用できる効果があり、特に前照灯に発光ダイオードを用いることにより、駐車中の発電量で十分に夜間の前照灯点灯用の電力が賄える効果があり、更に二次電池の電力が増すことで、燃料電池の燃料が少なくて済むこととなり、電動車輛の走行燃費の向上と燃料の節約を図ることができる効果がある。【００４４】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、電動モータを、同軸上にモータと発電機が取り付けられたモータ・発電機併用型とし、発電機を、前照灯に直結し、走行中該発電機から該前照灯への通電がなされるように構成したので、燃料電池や二次電池の電力がなくなった場合でも走行している限り夜間に前照灯が常時点灯するという効果があり、またこの結果電気系統の故障時における夜間の安全性を向上させることである。またモータ・発電機併用型の電動モータを、車輪の内部に搭載するいわゆるハブインモータ又はホイールインモータとして構成できる効果があり、またこれによって電動モータの大幅なコンパクト化を図ると共に、車輛への搭載の容易化を図ることができる効果がある。【００４５】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、ブレーキをかけることでブレーキ作動信号を送出するブレーキスイッチと、該ブレーキスイッチからの信号により作動してブレーキをかけると同時に電動モータへのすべての電力の供給を停止させるブレーキ連動の電力停止装置とを備えたので、制動動作と走行動作という相反する動作指令が同時に発せられないため、ブレーキは車輛の持つ運動のエネルギのみを吸収すればよく、またこの結果ブレーキが運転者の意志どおりに作用することとなり、電動車輛としての制動時の安全性を向上させることができる効果がある。【００４６】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車輛の速度を複数段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチを備えたので、走行中にある速度段階に調節しておけばそのままの速度が維持されるため、走行中に手を離すことによる出力の低下を防止するために費やされる運転者の精神的負担を軽減することができる効果があり、またこの結果安定走行時の運転の快適性を向上させることができると共に、運転者の疲労を大幅に軽減させることができる効果がある。【００４７】また上記（請求項１７）の構成に加えて、車輛の速度を複数段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチを、ハンドルの中央部付近又はグリップに備えたので、走行中にある速度段階に調節しておけばそのままの速度が維持されるため、走行中に手を離すことによる出力の低下を防止するために費やされる運転者の精神的負担を軽減することができる効果があり、またこの結果安定走行時の運転の快適性を向上させることができると共に、運転者の疲労を大幅に軽減させることができ、更に運転者から見やすく、また扱い易い位置にこのスイッチが存在するので、電動車輛の操作性を良好にし、その商品価値のより一層の増大を図ることができる効果がある。【００４８】更には、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、前後輪を夫々独立した機能で走行させ、走行パターンにより個別の制御を行って走行させるように構成したので、公道、雪道・砂利道等の悪路、空港、港湾、構内、会社又はスポーツ施設等の室内、展示会場におけるＰＲ等あらゆる場面で、極めて安全かつ快適に使用できる画期的な電動車輛を提供できる効果があり、特に展示会場等で車輛を停止させた状態で前輪のみを浮かせて燃料電池による動で回転させ、燃料電池搭載車輛として、観客の注意を惹く等のデモンストレーションが可能となり、非常に多目的に利用できる電動車輛を提供し得る効果がある。【００４９】また燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動自転車において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、ＯＦＦ時には人力のみでの走行、後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、前輪駆動時には原動機付自転車としての走行及び前後輪駆動時には滑り易い路面での総輪駆動走行が夫々可能に構成したので、公道、雪道・砂利道等の悪路、空港、港湾、構内、会社又はスポーツ施設等の室内、展示会場におけるＰＲ等あらゆる場面で、極めて安全かつ快適に使用できる画期的な電動自転車を提供できる効果があり、特に電力のＯＦＦ時には人力のみで走行する普通の自転車としても使用できるため、例えばわずかに下りの平坦路や長い下り坂等では燃料を全く使わずに相当距離の走行が可能で、燃費の非常に優れた電動自転車とし得る効果がある。【００５０】また上記（請求項１９）の構成に加えて、これらの走行パターンの表示、バッテリーの残量表示、走行パターン切換えスイッチ、燃料電池と二次電池の並列・直列切換えスイッチ及び並列・直列切換え表示等の走行に必要な各種の表示機能とスイッチ類を有する走行モニタをハンドル上の適所に配設したので、燃料電池搭載の電動自転車としての走行中の走行パターン等各種のデータの認識性、即ち見やすさと、操作性の向上を図ることができる効果があり、また電動自転車としての走行の楽しさ及び安全性を向上させることができるという効果が得られる。
【課題を解決するための手段】
【００５１】要するに本発明（請求項１）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに水素吸蔵合金タンクを用い、かつ該水素吸蔵合金タンクを着脱自在に構成したことを特徴とするものである。【００５２】また本発明（請求項２）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに水素吸蔵合金タンクを用い、かつ該水素吸蔵合金タンクを着脱自在に構成すると共に、１個又は複数の予備水素吸蔵合金タンクを、車体を構成するフレームパイプの内部又は外部に着脱自在に取り付けるように構成したことを特徴とするものである。【００５３】また本発明（請求項３）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生動の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに水素吸蔵合金タンクを用い、かつ該水素吸蔵合金タンクを、車体を構成するフレームパイプに内蔵し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁を前記フレームパイプの下方に向けて配設したことを特徴とするものである。【００５４】また本発明（請求項４）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体を構成するフレームパイプ内の空間を低圧水素を収容する水素タンクとして構成し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁を前記フレームパイプの下方に向けて配設したことを特徴とするものである。【００５５】また本発明（請求項５）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の動力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに市販の低圧の水素カセット缶を用い、かつ該水素カセット缶を着脱自在に構成したことを特徴とするものである。【００５６】また本発明（請求項６）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記燃料電池の水素タンクに市販の低圧の水素カセット缶を用い、かつ該水素カセット缶を着脱自在に構成すると共に、１個又は複数の予備の水素カセット缶を、車体を構成するフレームパイプの内部又は外部に着脱自在に取り付けるように構成したことを特徴とするものである。【００５７】また本発明（請求項７）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体を構成するフレームパイプを、少くとも市販の低圧の水素カセット缶又は水素吸蔵合金タンクが収容できる程度に太く形成すると共に該フレームパイプの一部に内容物が出し入れ可能な大きさの開閉蓋を設け、かつ該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁を下方に向けて配設し、該フレームパイプ内に１個又は複数の水素カセット缶又は水素吸蔵合金タンクが収容できるように構成し、前記開閉蓋により前記フレームパイプ内を水密に構成すると共に前記内容物の出し入れが可能に構成したことを特徴とするものである。【００５８】また本発明（請求項８）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、前記燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワとを備え、前記ブロワからの送風により前記燃料電池スタックが冷却される際の排熱が前記水素タンクに送られて該水素タンクが前記排熱により加熱されるように前記水素タンクを前記燃料電池スタックに隣接配置したことを特徴とするものである。【００５９】また本発明（請求項９）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、前記燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワと、これらの燃料電池部品の全部を収容し空気及び水蒸気を通し液体を通さない材質又は構造からなる燃料電池収容容器と、該燃料電池収容容器の一壁面と前記水素タンクとの間に配置された熱遮蔽板とを備え、前記ブロワからの送風により前記燃料電池スタックが冷却される際の排熱が前記水素タンクに送られて該水素タンクが前記排熱により加熱されるように前記水素タンクを前記燃料電池スタックに隣接配置し、かつ前記水素タンクを加熱した前記排熱が前記熱遮蔽板に当たって反射し前記一壁面からは外部に逃げず前記燃料電池収容容器内を再循環した後、前記一壁面を除く他の壁面から外部に放出されるように構成したことを特徴とするものである。【００６０】また本発明（請求項１０）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、前記燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワと、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータと、該ＤＣ−ＤＣコンバータの断熱材とを備え、前記ブロワからの送風により前記燃料電池スタックが冷却される際の排熱が前記水素タンクに送られて該水素タンクが前記排熱により加熱されるように前記水素タンクを前記燃料電池スタックに隣接配置すると共に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが断熱された状態で前記水素タンクに隣接配置されたことを特徴とするものである。【００６１】また本発明（請求項１１）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極に水素と酸素を供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタックと、該燃料電池スタックに水素を供給するための水素タンクと、前記燃料電池スタックに空気を供給するためのブロワと、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記燃料電池スタックの排熱を前記水素タンクに供給する排熱利用ダクトと、これらのすべての部品を載置可能で自転車等の荷台に直接着脱自在に取り付け可能な設置ステーとを備え、前記排熱利用ダクトにより前記燃料電池スタックからの排熱を前記水素タンクに供給して該水素タンク内のガス圧力を増加させると共に、前記ステーごと前記燃料電池を脱着して走行用及び他の用途に前記燃料電池を使用可能に構成したことを特徴とするものである。【００６２】また本発明（請求項１２）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、通常走行時には前記燃料電池と前記二次電池とを並列に接続し、高出力が要求される走行時には前記燃料電池と前記二次電池とを直列に接続するように切り換える並列・直列切換えスイッチと、該並列・直列切換えスイッチと前記電動モータとの間に接続され該電動モータへの電力を制御する電動モータ制御装置とを備えたことを特徴とするものである。【００６３】また本発明（請求項１３）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、通常走行時には前記燃料電池と前記二次電池とを並列に接続し、高出力が要求される走行時には前記燃料電池と前記二次電池とを直列に接続する並列・直列切換えスイッチと、該並列・直列切換えスイッチと前記電動モータとの間に接続され該電動モータへの電力を制御する電動モータ制御装置とを備え、該電動モータ制御装置は、前記電動モータへの過電流カットオフ機能を備えたものであることを特徴とするものである。【００６４】また本発明（請求項１４）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車体の太陽光線が当たり易い適所に太陽光発電器を配設し、該太陽光発電器を前記二次電池に電気的に接続したことを特徴とするものである。【００６５】また本発明（請求項１５）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前記電動モータを、同軸上にモータと発電機が取り付けられたモータ・発電機併用型とし、前記発電機を、前照灯に直結し、走行中該発電機から該前照灯への通電がなされるように構成したことを特徴とするものである。【００６６】また本発明（請求項１６）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、ブレーキをかけることでブレーキ作動信号を送出するブレーキスイッチと、該ブレーキスイッチからの信号により作動してブレーキをかけると同時に前記電動モータへのすべての電力の供給を停止させるブレーキ連動の電力停止装置とを備えたことを特徴とするものである。【００６７】また本発明（請求項１７）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の動力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車輛の速度を複数段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチを備えたことを特徴とするものである。【００６８】また本発明（請求項１８）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、車輛の速度を複数段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチを、ハンドルの中央部付近又はグリップに備えたことを特徴とするものである。【００６９】また本発明（請求項１９）に係る電動車輛は、燃料電池と、該燃料電池の発生動力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動車輛において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行バタンーンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、前後輪を夫々独立した機能で走行させ、走行パターンにより個別の制御を行って走行させるように構成したことを特徴とするものである。【００７０】また本発明（請求項２０）に係る電動自転車は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動自転車において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、ＯＦＦ時には人力のみでの走行、後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、前輪駆動時には原動機付自転車としての走行及び前後輪駆動時には滑り易い路面での総輪駆動走行が夫々可能に構成したことを特徴とするものである。【００７１】また本発明（請求項２１）に係る電動自転車は、燃料電池と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池と、前記燃料電池又は該二次電池の電力を供給されて車輪を駆動する電動モータとを備えた電動自転車において、前輪駆動用の電動モータと、後輪駆動用の電動モータと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチと、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置とを備え、ＯＦＦ時には人力のみでの走行、後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、前輪駆動時には原動機付自転車としての走行及び前後輪駆動時には滑り易い路面での総輪駆動走行が夫々可能に構成し、かつこれらの走行パターンの表示、バッテリーの残量表示、前記走行パターン切換えスイッチ、前記燃料電池と前記二次電池の並列・直列切換えスイッチ及び並列・直列切換え表示等の走行に必要な各種の表示機能とスイッチ類を有する走行モニタをハンドル上の適所に配設したことを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１から図４において、本発明に係る電動車輛の一例たる電動自転車１は、燃料電池２と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池３と、燃料電池２又は二次電池３の動力を供給されて車輪４（前輪４Ｆ，後輪４Ｒ）を駆動する電動モータ５（前輪用電動モータ５Ｆ、後輪用電動モータ５Ｒ）とを備えた電動自転車であって、燃料電池２の水素タンク６に水素吸蔵合金タンク６Ａを用い、かつ該水素吸蔵合金タンク６Ａを着脱自在、即ち燃料電池２又は車体８に対して着脱自在に構成したものである。【００７３】水素吸蔵合金タンク６Ａは、そのうちの１個は図示のように、燃料電池２内で使用しており、予備のものは、例えば１個又は複数の水素吸蔵合金タンク６Ａを車体８を構成するフレームパイプ９（上フレームパイプ９Ａ、下フレームパイプ９Ｂ）の内部又は外部に着脱自在に取り付けてもよい。【００７４】このように水素タンク６の一例として水素吸蔵合金タンク６Ａを用いたのは、充填された水素の圧力が低圧で、爆発の危険性がない上、衝突等の事故の際にも水素が一度に多量に噴出することもなく、また高圧の圧力容器取扱いの免許の取得者なくして取扱いができるため、公道走行用の行政の許認可を容易に得ることができ、しかも室内走行も可能で、図示のように、電動自転車１の荷台１０に搭載できる程度の大きさのもので、１個の水素吸蔵合金タンク６Ａのみで２５０ｋｍ程度の航続距離が得られる等、実用上のメリットが非常に大きいためである。【００７５】また水素吸蔵合金タンク６Ａを車体８又は燃料電池２に対して着脱自在（換言すれば交換可能）に取り付けるのは、水素燃料が切れた際には路上等において、予備のものと簡単に交換することができるため外部からの燃料補給なしにそのまま走行でき、電動自転車１の航続距離を長くすることができるからであり、また水素スタンド（現在のガソリンスタンドと同様のもの）等においては、水素が充填された水素吸蔵合金タンク６Ａを用意しておいて、これを販売することにより、利用者は空のものを預け、充填済みのものを購入して交換することにより、極めて短時間で水素燃料の補給がどこの水素スタンドでも可能となるからである。【００７６】また水素タンク６は、図３に示すように、燃料電池２の水素タンク６に水素吸蔵合金タンクを６Ａを用い、かつ該水素吸蔵合金タンク６Ａを、車体８を構成するフレームパイプ９、即ち上フレームパイプ９Ａ及び下フレームパイプ９Ｂに内蔵し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁１１（１１Ａ，１１Ｂ）を前記上フレームパイプ９Ａ及び下フレームパイプ９Ｂに、その下方に向けて夫々配設してもよい。【００７７】また水素タンク６は、図３を参考として（図３の水素吸蔵合金タンク６Ａを除去してここを空間とし、水素そのものを充填するという意味。）、車体８を構成するフレームパイプ９（上フレームパイプ９Ａ、下フレームパイプ９Ｂ）内の空間を低圧水素を収容する水素タンク６として構成し、該フレームパイプ内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁１１（１１Ａ，１１Ｂ）を上フレームパイプ９Ａ及び下フレームパイプ９Ｂに、その下方に向けて水素吸蔵合金タンク６Ａの場合と同様に配設してもよい。【００７８】また水素タンク６は、図１及び図４に示すように、市販の低圧の水素カセット缶６Ｂを用い、かつ該水素カセット缶を燃料電池２又は車体８に対して着脱自在に構成してもよい。この市販の水素カセット缶６Ｂは、市販のプロパンガスのカセット缶（図示せず）と同様に、安全性を考慮して極く低圧の９８Ｎ／ｃｍ２（１０ｋｇ／ｃｍ２）程度の圧力であり、出力０．３ｋｗ程度の燃料電池駆動の電動自転車１で、航続距離は、１本の水素カセット缶６Ｂで２乃至３ｋｍ位である。従って、例えば燃料電池２に１本、予備に４本の水素カセット缶６Ｂを搭載していれば、水素カセット缶６Ｂを交換しながら約１０乃至１５ｋｍを走行することができるように構成されている。【００７９】図１においては、水素カセット缶６Ｂは、一例として下フレームパイプ９Ｂに、該下フレームパイプに溶接された取付具１２の弾性により着脱自在に取り付けられている。なお、該水素カセット缶６Ｂは蓋６ａ（図４参照）付きであるが、蓋６ａの図示は省略している。【００８０】また図１、図２及び図４から図６に示す実施例では、水素タンク６に市販の低圧の水素カセット缶６Ｂ（図示のものは予備に限定）を用い、かつ該水素カセット缶を燃料電池２又は車体８に対して着脱自在に構成すると共に、１個又は複数の予備の水素カセット缶６Ｂを、車体８を構成するフレームパイプ９の内部又は外部に着脱自在に取り付けるように構成されている。【００８１】特に図４から図６に示す実施例では、車体８を構成するフレームパイプ９（９Ａ，９Ｂ）を、少くとも市販の低圧の水素カセット缶６Ｂ又は水素吸蔵合金タンク６Ａ（断面円形のものに限定されるが、図示は省略）が収容できる程度に太く形成すると共に、該フレームパイプ９の一部に内容物が出し入れ可能な大きさの開閉蓋１３を設け、かつ該フレームパイプ９内の水素の異常圧力を逃がすためのリリース弁１１（１１Ａ，１１Ｂ）をフレームパイプ９に、その下方に向けて配設し、該フレームパイプ９内に１個又は複数の低圧の水素カセット缶６Ｂ又は水素吸蔵合金タンク６Ａ（図示省略）が収容できるように構成し、開閉蓋１３によりフレームパイプ９内を水密に構成すると共に内容物の出し入れが可能に構成されている。なお、上記のように、水素カセット缶６Ｂの代わりにこれと同一外形の水素吸蔵合金タンク６Ａ（図示せず）をフレームパイプ９の内部に同様に内蔵することも可能である。【００８２】水素カセット缶６Ｂは、その蓋６ａが被せられた状態で収容され、フレームパイプ９内の上部には弾性体１４が貼着された仕切壁９ａがストッパとして設けられており、下部には底面９ｂとの間にばね等の弾性体１５が収容され、該弾性体が２本の水素カセット缶６Ｂを上向きに押圧し、これらを仕切壁９ａに押し付け、更に開閉蓋１３の内面１３ａにはスポンジ等の弾性体１６が貼着され、該弾性体を介して水素カセット缶６Ｂを下方に押圧しており、このように開閉蓋１３により弾性体１４，１５，１６を介して水素カセット缶６Ｂを３方から押圧することにより該水素カセット缶が電動自転車１の走行中の振動により音を発したり損傷したりしないように構成されている。
更に開閉蓋１３のフレームパイプ９の開口部９ｃとの接触部には弾性のある断面Ｕ字形のシール部材１８が貼着されており、該シール部材がフレームパイプ９の開口部９ｃに密着することで、フレームパイプ９内が水密に保たれるように構成されている。【００８３】開閉蓋１３とフレームパイプ９との間には、ヒンジ１９が取り付けられると共に、フレームパイプ９側には、レバー２０と該レバー上に回動自在に取り付けられた掛金２１とが固定され、開閉蓋１３側には掛金２１が掛けられるフック２２が固着されている。そしてレバー２０を上側に弛めて掛金２１をフック２２に掛けて、レバー２０を下方に押し下げることによりフック２２を介して開閉蓋１３がしっかりと水密状態で閉められるように構成されている。なお開閉蓋１３、レバー２０及びフック２２等には、水素カセット缶６Ｂの盗難防止用の錠前（図示せず）が取り付けられている。【００８４】次に、図１から図４及び図７から図９により、燃料電池２について詳細に説明する。本発明の燃料電池２は、高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極（水素極＝アノード極及び酸素極＝カソード極）に水素と酸素を夫々供給することにより電気化学的反応を生じさせて発電する燃料電池スタック２３と、該燃料電池スタックの水素極に水素を供給するための水素タンク６と、燃料電池スタック２３の酸素極に酸素（空気）を供給するためのブロワ２４とを備え、ブロワ２４からの送風により燃料電池スタック２３酸素極に酸素が供給されると共に冷却される際の排熱が水素タンク６に送られて該水素タンクが排熱により加熱されるように水素タンク６を燃料電池スタック２３に隣接配置してある。【００８５】そして、図９において、これらの燃料電池２の部品の全部を収容し空気及び水蒸気を通し液体を通さない材質又は構造からなる燃料電池収容容器２５と、該燃料電池収容容器２５の一壁面２５ａと水素タンク６との間に配置された熱遮蔽板２６とを備え、ブロワ２４からの送風により燃料電池スタック２３に酸素が供給されると共に冷却される際の排熱が水素タンク６に送られて該水素タンクが排熱により加熱されるように水素タンク６を燃料電池スタック２３に隣接配置し、かつ水素タンク６を加熱した排熱が熱遮蔽板２６に当たって反射し、一壁面２５ａからは外部に逃げず燃料電池収容容器２５内を再循環した後、一壁面２５ａを除く他の壁面２５ｂ，２５ｃ，２５ｄから外部に放出されるように構成されている。なお上方及び下方からも放出するようにしてもよい。【００８６】また燃料電池収容容器２５内には、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータ２８と、該ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の断熱材２９とが収容され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が断熱された状態で水素タンク６に隣接配置されている。【００８７】燃料電池収容容器２５は、電動自転車１が雨天に屋外を走行することが当然予想れされるから、台風や雷雨のような豪雨の中でも支障なく走行できるように、燃料電池２を雨からまもることができる物でなくてはならず、しかも空気及び水蒸気は通す物でなければならない。そこで、竹や木材、草等の植物を編んだ籠状の物を用いることもでき。また上方から雨が差し込まない構造のルーバを用いた物も使用可能である。
しかし、このような有機性材料のものもある程度実用化の可能性はあるが、量産性や耐久性、デザインの良否等を考慮すると、先端技術を駆使した無機性材料であって、上記必要特性を満足させる材料、例えば宇宙開発で使用される特殊、かつ高機能の布を用いることが望ましい。図１から図４及び図７に示す燃料電池収容容器２５は、このような宇宙開発で使用される特殊な高機能材料でできた布を使用しており、非常に高価な材料であるが、十分な性能を有している。即ち、空気及び排気ガスとしての水蒸気は通すが、液体は通さないから、どんなにひどい雨でも内部の燃料電池２や電装部品等か雨に濡れることはないように構成されている。そしてある部分は編み目状に、その他の部分は皮革状に形成され、燃料電池２全体をひとまとまりにすると共に車体８に固定するため、２本のバンド３０により長さ調節用のバックル３１を介して荷台１０と共に締め付け、燃料電池２を構成し、燃料電池２の全体は電動自転車１の荷台１０に固定されるようになっている。【００８８】水素吸蔵合金タンク６Ａは、下部に配置され、その上に燃料電池スタック２３が置かれ、該燃料電池スタックの側面２３ａには、ブロワ２４が取り付けられている。図９においては、ブロワ２４の付近の燃料電池収容容器２５の一部には、空気吸入口２５ｅが設けられ、これは図７の燃料電池２では、ブロワ２４の周囲を囲む燃料電池収容容器２５の編み目及び空気通過性で実現している。
また図９におけるＤＣ−ＤＣコンバータ２８と、その断熱材２９は、図８の燃料電池２では、燃料電池スタック２３の図中手前側に配置され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は水素吸蔵合金タンク６Ａの上に断熱材２９を介して載置、即ち隣接配置されて実現しており、図７及び図８において、燃料電池スタック２３は電力取出し用の電線２３ｂを有し、該電線にはその端部にプラグ２３ｃが取り付けられ、該プラグを介して他の電線（図示せず）によりＤＣ−ＤＣコンバータ２８及びその他の制御機器や二次電池３と相互に電気的に接続されている。【００８９】水素吸蔵合金タンク６Ａと燃料電池スタック２３の水素極（図示せず）とは、水素供給パイプ３２で水素供給開閉バルブ１７（図９にのみ図示し、他の図面では図示を省略してある。）及び水素レギュレータ３３を介して連通接続され、水素供給開閉バルブ１７を開くことにより、水素供給パイプ３２によって水素吸蔵合金タンク６Ａから水素レギュレータ３３で流量調節された水素が燃料電池スタック２３の水素極に供給されるように構成されている。【００９０】  また燃料電池スタック２３には、燃料電池２の始動時に燃料電池スタック２３の水素極の空気を抜き、内部を水素で満たすようにするためのドレンバルブ３４が設けられ、反対側にはこのドレンバルブ３４を短時間開くことで、水素極から空気を抜くためのドレンパイプ２３ｄが燃料電池スタック２３の水素極に連通接続されており、ブロワ２４を始動させて空気を燃料電池スタック２３の酸素極に送っている状態で、水素供給開閉バルブ１７を開き、水素レギュレータ３３を調節して水素を水素吸蔵合金タンク６Ａから送りながらドレンバルブ３４を開くと、ドレンパイプ２３ｄから最初は空気が出て、すぐにこれが水素に変わるので、水素が出始めたことを確認したら直ちにドレンバルブ３４を閉めることで、水素吸蔵合金タンク６から連続的に水素が燃料電池スタック２３の水素極に供給され、発電が開始されるように構成されている。【００９１】このとき、図９においては、空気はブロワ２４により矢印Ａの如く外部から吸入されて矢印Ｂの如く燃料電池スタック２３の酸素極に供給され、水素極の水素と化学反応して発電を行った後、高温の水蒸気となって矢印Ｃの如くその一部はそのまま燃料電池収容容器２５の壁面２５ｃから外部に放出され、その他は矢印Ｄの如く水素吸蔵合金タンク６Ａに送られて、ここを加熱しながら通過した後、矢印Ｅ，Ｆの如く熱遮蔽板２６に当たって反射して向きを変え、横に流れて燃料電池２内を再循環し、次第に冷却されながら最後には壁面２５ｂ，２５ｃ，２５ｄから矢印Ｃ，Ｇ，Ｈの如く外部に放出されるように構成されている。【００９２】次に、図１０及び図１１に示す燃料電池２の他の実施例について説明すると、この燃料電池２は、燃料電池スタック２３と、該燃料電池スタックの水素極に水素を供給するための水素タンク６と、燃料電池スタック２３の酸素極に空気を供給するためのブロワ２４と、電圧変換用のＤＣ−ＤＣコンバータ２８と、そのための断熱材２９と、燃料電池スタック２３の排熱を水素タンク６に供給する排熱利用ダクト３４と、これらのすべての部品を載置可能で自転車等の荷台１０に直接着脱自在に取り付け可能な���置ステー３５とを備え、排熱利用ダクト３５により燃料電池スタック２３からの排熱を水素タンク６に供給して該水素タンク内のガス圧力を増加させると共に、設置ステー３５ごと燃料電池２を脱着して走行用及び他の用途に燃料電池を使用可能に構成したものである。【００９３】またこの実施例では、水素吸蔵合金タンク６Ａは２個用いられており、設置ステー３５のコの字形断面の垂直面３５ａに夫々固定され、水平面３５ｂには、燃料電池スタック２３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と、そのための断熱材２９が夫々固定され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は断熱されて水素吸蔵合金タンク６Ａに隣接配置されている。各水素吸蔵合金タンク６Ａには、水素供給開閉バルブ１７及び水素レギュレータ３３が取り付けられ、該水素供給開閉バルブ及び水素レギュレータを介して水素供給パイプ３２が燃料電池スタック２３の水素極に夫々連通接続されている。ブロワ２４は、燃料電池スタック２３の側面２３ａに取り付けられている。なお、水素供給開閉バルブ１７及び水素レギュレータ３４は、各１個だけにし、両水素吸蔵合金タンク６Ａ，６Ａをパイプ（図示せず）でつないで該１個の水素供給開閉バルブ及び水素レギュレータ（いずれも図示せず）により水素の供給・停止及び水素の供給量の調節をするようにしてもよい。【００９４】そしてコの字形断面の空間３５ｃを利用して、電動自転車１の荷台１０をまたぐようにして該荷台に載置され、荷台１０に対して非常に簡単に脱着できるように構成されている。その他の構成、即ち燃料電池収容容器２５（図１０中仮想線で示す）等その他の構成は、図７等に示す実施例と同一であるので、同一部分には図面に同一の符号を付してその説明を省略する。【００９５】次に、図１２及び図１３に示す燃料電池２と二次電池３の並列・直列切換えスイッチ３６を備えた電動自転車１（図１等参照）について説明する。電動自転車１は、燃料電池２と、該燃料電池の発生動の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池３と、燃料電池２又は該二次電池３の電力を供給されて車輪４（図１等参照）を駆動する電動モータ５（前輪用電動モータ５Ｆ、後輪用電動モータ５Ｒ）とを備えた電動自転車１において、「通常走行」時には燃料電池２と二次電池３とを並列に接続し、高出力が要求される「パワー走行」時には燃料電池２と二次電池３とを直列に接続するように切り換える並列・直列切換えスイッチ３６と、該並列・直列切換えスイッチと電動モータ５との間に接続され該電動モータへの電力を制御する電動モータ制御装置３８とを備え、これらは図１２及び図１３に示すように電気的に夫々接続されている。【００９６】並列・直列切換えスイッチ３６は、燃料電池２と、二次電池３との間に接続され、燃料電池２の負端子側に接続された可動切片３６ａが、二次電池３の正端子側に接続された接点３６ｂと、該二次電池の負端子側に接続された接点３６ｃとに選択的に切り換え接続されるように構成され、また二次電池３の正端子側に接続された接点３６ｂに接続された可動切片３６ｄが燃料電池２の正端子側に接続された接点３６ｅとの間を接続又は遮断するように構成され、破線で示すようにこれらの可動切片３６ａ，３６ｄは連動し、図１４に示す走行モ���タ３９に設けられた実際の並列・直列切換えスイッチ３６の単一のつまみ３６ｆの回動操作により同時に両可動切片３６ａ，３６ｄの切り換え動作が行われるように構成されている。【００９７】そして可動切片３６ａが接点３６ｃに接続されているとき（図１２の並列接続時）は、可動切片３６ｄは必ず接点３６ｅに接続され、可動切片３６ａが接点３６ｂに接続されているとき（図１３の直列接続時）は、可動切片３６ｄは必ず接点３６ｅから離れて接点３６ｂ，３６ｅ間が遮断されるように構成されている。【００９８】電動モータ制御装置３８は、前輪用電動モータ５Ｆと後輪用電動モータ５Ｒとを同時、かつ同一に制御することもでき、また各電動モータ５Ｆ，５Ｒを別個独立に制御することもでき、また電圧のみならず電流の制御も行うことができるように、コンピュータ（図示せず）を内蔵していることはもちろんである。【００９９】更に、電動モータ制御装置３８は、電動モータ５（５Ｆ，５Ｒ）の過電流カットオフ機能を備えており、電動モータ５に加えて、その他の電気機器の破損を防止できるように構成されている。【０１００】なお、図１において、二次電池３は、シームフレームパイプ９Ｄに取り付けられ、燃料電池２に隣接配置されており、前輪用電動モータ５Ｆは、前輪４Ｆのハブ４ａに内蔵される形（ハブインモータ又はホイールインモータ）で配設され、後輪用電動モータ５Ｒは、足踏みベダル４０の回転軸４１の下方に配設され、その回転は機械式減速機５ａで減速されて回転軸４１を介してチェーン４２に伝達され、該チェーンによりスプロケット４３に伝達されてスポーク４４を介して後輪４Ｒが駆動されるように構成されている。【０１０１】また足踏みペダル４０を人力で踏むときは、機械式減速機５ａからの動力はクラッチ（図示せず）や電動アシスト制御装置（図示せず）による制御動作により減少又は切断されて、クランク４１ａから主として足の動力が回転軸４１に伝達されるようになっている。【０１０２】次に、図１６に示す電動自転車１に二次電池３の補助電源としての太陽光発電器４５を取り付けた実施例について説明すると、該太陽光発電器は、車体８の太陽光線Ｓが当たり易い適所、例えば図示の実施例では、前輪４Ｆ上方の買物かご４６の蓋４８に配設され、該太陽光発電器４５を二次電池３に電気的に接続したものである。
電動自転車１のこれらの各要素をブロック図で示すと、図１７のようになり、太陽光発電器４５は、その他の充電器４９（及び後述の発電機５０）が設置されている場合には、それらと共に二次電池３に接続され、水素タンク６から燃料電池２を経由する経路と二次電池３で合流し、該二次電池から電動モータ制御装置３８に電力及び信号が送られ、制御された電圧、電流が電動モータ５に供給され、機械式減速機５ａにより機械的出力が発生するように構成されている。【０１０３】次に、図１８において、電動自転車１の例えば前輪４Ｆのハブ４ａに内蔵された電動モータ５（これは後輪４Ｒに配設してもよい。）と同軸上に発電機５０を配設した実施例について説明する。この実施例は、前輪用電動モータ５Ｆを、前輪４Ｆの固定軸５１の同軸上に前輪用電動モータ５Ｆと発電機５０が取り付けられたモータ・発電機併用型とし、発電機５０を、前照灯５７に直結し、走行中発電機５０から前照灯５７に通電がなされるように構成し、夜間における電気系統の故障等の場合には、走行している限り前照灯が点灯するようにして、夜間における走行の安全性を確保したものである。従って発電機５０は、出力電圧２乃至３Ｖの容量の非常に小さなものでよく、人力走行中の走行抵抗も非常に小さいように考慮されている。
なお、発電機５０は、図１７に示すように、二次電池３にも接続して、該二次電池３を介しても前照灯５７に通電できるようにしてもよく、また発電機５０は、その容量を大きくして、大きな制動力を発揮する回生ブレーキ用に使用してもよい。また前輪用電動モータ５Ｆ及び後輪用電動モータ５Ｒを制動時に制動ダイナモに切り換えて、回生ブレーキ用に使用するように構成してもよい。【０１０４】固定軸５１は、電動自転車１の車体８のフロントフレーム９Ｅにねじ等の手段で固定され、該固定軸５１に軸受５２を介してハブ４ａが固定され、該ハブの内部に、図中左側に電動モータ用コイル５３及び電動モータ用ロータ５４が、右側に発電機用コイル５５及び発電機用ロータ５６が夫々配設され、両ロータは固定軸５１に固着されていて、両コイル及びハブ４ａが各ロータのまわりを回転するように構成されており、図１も参照して、ハブ４ａに植設されたスポーク４４により前輪４Ｆが回転駆動されるようになっている。
なお、夜間走行用の前照灯５７は、図１において、ヘッドフレームパイプ９Ｃに固着されていて、発電機５０に直結され、発電機５０の電力により光センサ（いずれも図示せず）を介して夜間のみ点灯するように接続・配置され、走行中は、周囲が暗くなれば自動的に点灯し、周囲が明るい日中は自動的に消灯するように構成されている。【０１０５】次に、図１において、電動自転車１のハンドル５８に取り付けられたブレーキレバー５９（左ブレーキレバー５９Ｌ、右ブレーキレバー５９Ｒ）に取り付けられたブレーキスイッチ６０（左ブレーキスイッチ６０Ｌ、右ブレーキスイッチ６０Ｒ）とブレーキ連動の電力停止装置（図示せず）について説明する。
各ブレーキスイッチ５９（５９Ｌ，５９Ｒ）とブレーキ連動の電力停止装置は、ブレーキをかけることでブレーキ作動信号を送出し、該ブレーキスイッチからの信号により作動してブレーキをかけると同時に電動モータ５へのすべての電力の供給を停止させるように構成したものである。【０１０６】次に、電動自転車１の変速操作スイッチ６２について、図１、図１４及び図１９により説明する。本発明に係る電動自転車１の変速操作スイッチ６２は、車輛の速度を複数段階、例えば第１速、第２速、第３速及び第４速（ＴＯＰ）の４段階の固定速度に維持できるようにした節度式の変速操作スイッチとしたものである。
図１９において、つまみ６２ａは、ＯＦＦの位置（停止状態を想定）から、（１）、（２）、（３）、（ＴＯＰ）の目盛位置まで節度的に回動させることができるようになっており、つまみ６２ａの回転軸（図示せず）には各速度段階に適した電圧及び電流値が電動モータ５に供給されるような電気接点に対して断接しながら回転する接点ロータ（図示せず）が取り付けられており、つまみ６２ａを回転させるだけで、簡単に電動自転車１の速度調節ができ、しかも一旦設定した速度は、操作の手を離しても変化なく、そのままの速度が維持されるように構成され、例えばＴＯＰの位置での最高速度は２５ｋｍ／ｈ程度に設定されている。【０１０７】この変速操作スイッチ６２は、図１に示すようにハンドル５８の適所、例えばハンドル５８の中央付近に少し上に突出して固定されたステー６３に取り付けてもよく、また図２０及び図２１に示すように、グリップ６１を変速操作スイッチ６２のつまみ６２ａとして構成し、グリップ６１のハンドル５８側の速度目盛６２ｂに対向する位置にマーク線６２ｃを刻んでおくことにより、このマーク線６２ｃを、グリップ６１を手前（反時計方向）に回転させることで、速度目盛６２ｂの各速度の段階に合わせて行くことができ、図１９の場合と同様に節度的に変速操作することができるように構成してもよい。
また図１４に示すように、２つの変速操作スイッチ６２をハンドル５８及びグリップ６１の両方に取り付け、どちらからでも操作できるようにしてもよい。【０１０８】次に、本発明に係る電動自転車１の走行パターンの切換え装置６５について、図１２、図１３、図１５、図１７及び図２２により説明する。電動自転車１の走行パターン切換え装置６５は、走行パターン切換えスイッチ６６と、電動モータ制御装置３８とからなっており、燃料電池２と、該燃料電池の発生電力の少なくとも一部が供給されて充電される二次電池３と、燃料電池２又は該二次電池３の電力を供給されて車輪４を駆動する電動モータ５とを備えた電動自転車１において、前輪駆動用の電動モータ５Ｆと、後輪駆動用の電動モータ５Ｒと、該両電動モータへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチ６６と、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置３８とを備え、前後輪を夫々独立した機能で走行させ、走行パターンにより個別の制御を行って走行させるように構成したものである。【０１０９】そして図２２に示すＯＦＦ時には人力のみでの走行、図２３に示す後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、図２４に示す前輪駆動時には原動機付自転車としての走行、及び図２５に示す前後輪駆動時には滑り易い路面での総輪駆動走行が夫々可能となるように構成したものである。【０１１０】次に、走行モニタ３９を搭載した本発明の電動自転車１について、図１及び図１５により説明する。電動自転車１は、前輪駆動用の電動モータ５Ｆと、後輪駆動用の電動モータ５Ｒと、該両電動モータ５Ｆ，５Ｒへの電力供給を停止させる「ＯＦＦ」、「後輪駆動」、「前輪駆動」及び「前後輪駆動」の４パターンに走行パターンを切り換え可能な走行パターン切換えスイッチ６６と、該走行パターン切換えスイッチで選択された各走行パターンにおける各電動モータの最適制御を行う電動モータ制御装置３８とを備え、ＯＦＦ時には人力のみでの走行、後輪駆動時には電動アシスト式自転車としての走行、前輪駆動時には原動機付自転車としての走行、及び前後輪駆動時には滑り易い路面での総輪駆動走行が夫々可能に構成し、かつこれらの走行パターンの表示７０、バッテリーの残量表示７１、走行パターン切換えスイッチ６６（図１５のものは押しボタン式）、電源スイッチ６８、燃料電池２と二次電池３の並列・直列切換えスイッチ３６及び並列・直列切換え表示７２等の走行に必要な各種の表示機能とスイッチ類を配置した走行モニタ３９を、ハンドル５８上の適所、即ち運転者から見やすい位置に配設したものである。【０１１１】本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。
まず図１及び図１５において、電動自転車１の燃料電池２の始動ついて説明すると、電源スイッチ６８をＯＮにすると、図１５に示す走行モニタ３９の電源スイッチ６８の表示部が点灯し、二次電池３の電力により燃料電池２のブロワ２４が回転を開始し、空気が燃料電池スタック２３の酸素極に送られ、発電可能状態になる。
そこで水素吸蔵合金タンク６Ａの水素供給開閉バルブ１７（図９にのみ図示）を開いて水素レギュレータ３３で水素の圧力を調節し、適量の水素が供給されるように調節すると、水素は水素供給パイプ３２を通って、水素供給開閉バルブ１７及び水素レギュレータ３３に入り、次いで燃料電池スタック２３の水素極に送られる。
ここで水素ドレンバルブ２７を開くと、燃料電池２の停止中に燃料電池スタック２３の水素極に入り込んでいた空気を水素が該水素極から追い出すため、水素はドレンパイプ２３ｄから流出する。これを手による触感等により感知したら直ちにドレンバルブ２７を閉める。【０１１２】以上の操作によって、水素は水素吸蔵合金タンク６Ａから燃料電池スタック２３の水素極に、酸素はブロワ２４によって同じく酸素極に夫々送られ、これによって、燃料電池スタック２３内の高分子イオン交換膜等の電解質を挟む異なる電極、即ち水素極＝アノード極及び酸素極＝カソード極に水素と酸素が夫々供給されて、電気化学的反応を生じさせて発電が開始され、燃料電池２の電力は、図１７において、二次電池３に供給され、ここで蓄電され、また電動自転車１は、二次電池３もしくは燃料電池２のみ又は両電池を使用しての電動走行可能の状態になる。
燃料電池２、二次電池３のいずれの電力を使って走行するかは、運転者の意志又は自動制御により定めることができる。しかし燃料電池２の電力のみで走行したり、或いは展示会場におけるディスプレー等では、燃料電池２の電力のみで、例えば前輪４Ｆのみを浮かせて空回転させる等のことも可能である。なお、この切換えは走行パターン切換えスイッチ６６又は図１７の電動モータ制御装置３８により行うことができる。【０１１３】次に、燃料電池２内における作用について説明すると、図９において、ブロワ２４の回転により外部の空気は空気吸入口２５ｅから矢印Ａの如く燃料電池２内に入り、矢印Ｂの如く燃料電池スタック２３の中に入り、その酸素極に供給される。
一方水素吸蔵合金タンク６Ａからは、水素供給パイプ３２及び水素レギュレータ３３を通って水素が矢印Ｉの如く燃料電池スタック２３内に入り、その水素極に供給される。これによって発電が開始されて、ブロワ２４が作動し続け、水素が供給されている限り間断なく継続して発電が行われ、本発明の実施例では２４Ｖの電圧と０．３ｋｗの出力が発生し、電力は電線２３ｂから取り出され、二次電池３に供給されて蓄電される。水素吸蔵合金タンク２３には５００ＮＬの水素が充填され、１個の水素吸蔵合金タンク２３で約２５０ｋｍの走行が可能である。【０１１４】燃料電池スタック２３内で発電が行われると、水素と酸素の化合により排気ガスとしての水蒸気が発生すると共に、燃料電池スタック２３は発熱もする。このため水蒸気は高温となってその一部は矢印Ｃの如く燃料電池収容容器２５の壁面２５ｃから流出するが、ほとんどの水蒸気は矢印Ｄの如く水素吸蔵合金タンク６Ａに送られて、これを加熱する。これによって、水素の放出によりその気化熱で自己冷却される傾向にある水素吸蔵合金タンク６Ａは加熱されて適温に保たれ、本来の水素のガス圧が継続して得られ、活性化されて順調に水素が供給され続ける。【０１１５】水素吸蔵合金タンク６Ａを通過した水蒸気は、少し冷却されて熱遮蔽板２６に当たって反射し、矢印Ｅ，Ｆの如く横に向きを変えて、熱遮蔽板２６に沿って流れ、更に直角に曲がって矢印Ｅ，Ｆの如く壁面２５ｂ，２５ｄに沿って流れて循環し、やがて一壁面２５ａを除く各壁面から矢印Ｇ，Ｈの如く外部に流出して、排気される。【０１１６】またＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、水素吸蔵合金タンク６Ａに隣接配置されてはいるが、その間に断熱材２９が介在しているため、水素吸蔵合金タンク６Ａとの間には熱の授受はなく、互いに何らの影響も及ぼさず、夫々の作動を独立して行うことができる。
また水素吸蔵合金タンク６Ａにより少し冷却された水蒸気は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の断熱材２９の存在しない側（図９においてＤＣ−ＤＣコンバータ２８の左側）に流れ込むので、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、この水蒸気により冷却され、その発熱は適度に抑制され、常に適温に保たれる。【０１１７】このように、本発明では、燃料電池２内の外部空気による冷却効果、水素吸蔵合金タンク６Ａの水素放出による自己冷却効果、燃料電池スタック２３による発熱効果と、この一連の発電作用に伴う排熱を、燃料電池収容容器２５内で巧みに再利用し、燃料電池２自体の自己循環作用によって、その全構成要素を物理的に安定に保ち、外部からの特別な冷却や加熱のための熱源を一切必要とせずに、燃料電池２の連続運転が可能である。【０１１８】また燃料電池収容容器２５は、空気及び水蒸気を通すが、液体、即ち雨水等は通さないので、燃料電池２自体は発電によって常に外部に水蒸気を排出しながら、いかにひどい雨や風の中でも内部が濡れて燃料電池２が故障することはなく、発電を続行することができる。【０１１９】次に、電動自転車１の走行操作について説明する。このとき、まだ図１９の変速操作スイッチ６２のつまみ６２ａは「ＯＦＦ」の位置に合わせてあるので、図１５に示す走行モニタ３９の走行パターンの表示は「ＯＦＦ」が点灯し、図２２に示すように、電動自転車１は電力によっては全く走行しない。また図１５の走行パターン切換えスイッチ６６もその操作により「ＯＦＦ」が選択されているので、電動自転車１は電動で走行することはない。【０１２０】そこで、図２２において、運転者が足踏みペダル４０を足７３で踏めば、クランク４１ａが矢印Ｊの如く回転して、通常の人力走行を行うことができる。この場合、電源スイッチ６８は燃料電池２の始動のため、上記のようにすでにＯＮになっている（人力操作のみを行うときは当然電源スイッチ６８はＯＦＦにして、燃料電池２の発電は停止させる。）が、たとえ電源スイッチ６８がＯＦＦになっていても、前照灯５７（図１参照、図２２から図２５では図示省略）は、前輪４Ｆと共に回転する発電機５０に光センサスイッチ（図示せず）を介して直結されているので、電動自転車１の走行・停止又は光センサスイッチのＯＮ，ＯＦＦ動作によってのみ前照灯５７が点灯又は消灯するので、走行中、明るい昼間は点灯せず、薄暗い夕方及び夜間にのみ自動的に点灯して安全に普通の自転車として走行でき、しかも前照灯５７を発光ダイオードにすれ消費電力が非常に小さいので、足踏みの力で発電機５０を回しても、発電機５０がないと同様の軽さで足踏み走行できる。なお、電動自転車１の駐・停車時には発電機５０が停止するので、当然前照灯５７は消灯となるから、手動の点滅操作は不要である。【０１２１】次に、電動自転車１の電動走行について説明する。まず図１５の並列・直列切換えスイッチ７２を操作して、そのつまみ３６ｆを燃料電池２と二次電池３を並列に接続する「並列」の位置に合わせると、電気回路は図１２の状態となり、燃料電池２と二次電池３の正端子同士が互いに接続されて電動モータ制御装置３８の正端子に接続されると共に、両電池の負端子同士が互いに接続されて電動モータ制御装置３８の負端子に接続されるため、燃料電池２と二次電池３とは並列に接続され、電動モータ制御装置３８には最大２４Ｖの電圧の電力が供給され、同様に電動モータ５（５Ｆ，５Ｒ）にも最大２４Ｖの電圧の電力が供給される、「通常走行」の状態に設定される。【０１２２】次いで、図１５及び図２３において、走行パターン切換えスイッチ６６により「後輪駆動」を選択する。これによって図１５に示す走行モニタ３９の走行パターンの表示の「後輪」が点灯し、電動自転車１は、後輪駆動の電動アシスト式自転車としての走行開始の準備が整ったことになる。
そこで、運転者（図示せず）は、ハンドル５８につかまってサドル６４に腰掛け、図１９の変速操作スイッチ６２のつまみ６２ａを「ＯＦＦ」の位置に合わせる。変速操作スイッチ６２は「ＯＦＦ」の位置であっても、走行パターン切換えスイッチ６６が「後輪駆動」になっているので、図２３に示すように、燃料電池２及び二次電池３からの電力は、矢印Ｋの如く後輪用電動モータ５Ｒに供給され、該後輪用電動モータは、運転者がその足７３で足踏みペダル４０を踏んで電動自転車１を走行させることにより、その足７３から伝わる踏み力が回転軸４１にかかるトルク信号として検出されて、このトルク信号が電動モータ制御装置３８に入力され、足踏み力の大きさに応じて電動モータ制御装置３８が後輪用電動モータ５Ｒに最適の電力を供給し、後輪用電動モータ５Ｒのアシストがなされ、その分だけ運転者の足踏み力は軽減され、急な坂道であっても、楽に登坂走行できる等、電動アシスト式自転車としての走行を行うことがができる。【０１２３】次に、図２４に示すように、走行パターン切換えスイッチ６６を操作して、「前輪駆動」を選択して前輪駆動走行を行う場合について説明する。走行パターン切換えスイッチ６６により「前輪駆動」を選択すると、図１５に示す走行モニタ３９の走行パターンの表示の「前輪」が点灯し、次いで変速操作スイッチ６２のつまみ６２を回して「ＯＦＦ」の位置から、「１」、即ち第１速を選択する。これによって、燃料電池２及び二次電池３の電力は、矢印Ｍの如く前輪用電動モータ５Ｆにのみ供給され、該前輪用電動モータが矢印Ｎの如く回転して前輪４Ｆは静かに回転を開始し、電動自転車１は前輪駆動のみの低速走行を開始する。
この場合は後輪用電動モータ５Ｒへの通電は完全に絶たれ、運転者は足踏みペダル４０を全く踏む必要はなく、電動自転車１は、原動機付自転車としての走行を行うことになる。【０１２４】そこで運転者が走行速度を上げたい場合には、変速操作スイッチ６２のつまみ６２ａを回して「２」、即ち第２速を選択する。これによって燃料電池２及び二次電池３からの供給電圧・電流が増大し、電動自転車２の速度が上がる。もし運転者がこのままの速度を維持したいならば、変速操作スイッチ６２はこのままとしておく。これによって、電動自転車１は第２速で定められた最高速度で定速走行を続けることになる。【０１２５】また最高速度で走行しようとする場合には、変速操作スイッチ６２のつまみ６２ａを更に回して「３」を経由して、「ＴＯＰ」の位置に合わせると、最大の電圧・電流が前輪用電動モータ５Ｆに供給されるので、例えば２５ｋｍ／ｈの最高速度で定速走行することができ、その速度は変速操作スイッチ６２を操作しない限りいつまでも維持される。よって、運転者は走行中に頻繁に又は神経質に速度調節を試みる必要はなく、また図２０及び図２１に示す変速操作スイッチ６２としてのグリップ６１を常に手の力により一定位置に保持する必要はなく、運転操作のためにのみ軽く触っていればよいから、その疲労が軽減される。【０１２６】次に、この前輪駆動走行パターンの他の利用について説明すると、例えば展示会場において、燃料電池２の電力のみで電動モータ５の一例として前輪用電動モータ５Ｆが回転することをデモンストレーションとしてアピールしたい場合があり、このような場合には、前輪４Ｆを持ち上げて浮かせておき、前輪４Ｆが空転する状態にセットする。そして前輪駆動の走行パターンを選択して燃料電池２を作動させて発電しながら前輪用電動モータ５Ｆにより前輪４Ｆを空転させる。このときは二次電池３からの電力の供給を遮断していることが観客に分かるようにしておくことにより、燃料電池２の実用度が容易に理解してもらえることになり、展示会場で大きな成果を上げることが期待できる。【０１２７】なお、このことは後輪駆動の走行パターンでも、後輪４Ｒの電動アシスト機能を不作動として後輪駆動の原動機付自転車とすれば、同様に行うことができ、後輪４Ｒのみを燃料電池２で駆動して展示することは元より可能である。【０１２８】次に、図２５に示すように、走行パターン切換えスイッチ６６を操作して、「前後輪駆動」を選択して、総輪駆動走行を行う場合について説明すると、図１５に示す走行モニタ３９の走行パターンの表示の「前後輪」が点灯し、燃料電池２及び二次電池３の電力は矢印Ｏ，Ｐの如く前輪用電動モータ５Ｆ及び後輪用電動モータ５Ｒに供給され、該両電動モータ５Ｆ，５Ｒが矢印Ｑ，Ｒの如く、後輪５Ｒも矢印Ｒの如く回転し、総輪駆動の走行を行うことができる。この場合も運転者は足踏みペダル４０を全く踏む必要はなく、電動自転車１は、非常に強力なトラクションを発揮して、雪道、砂利道等の悪路を走破することができる。即ち、前輪４Ｆで電動自転車１を前方に牽引しつつ、後輪４Ｒで後から押すことになるため、すべての車輪が走行の抵抗となることがなく、逆に前方への走行力を発揮するので、１輪駆動の走行時に比べて比較にならない位の走破力を発揮する。よって、この走行パターンでは、他の車輛を悪路で牽引して走行することさえ可能となり、多目的の電動車輛としても利用することができる。【０１２９】次に、並列・直列切換えスイッチ３６を操作して、燃料電池２と、二次電池３とを直列に接続して、通常の２倍の電圧を得て「パワー走行」する場合について説明する。
図１５において、並列・直列切換えスイッチ３６を操作して、そのつまみ３６ｆを燃料電池２と二次電池３とを直列に接続する「直列」の位置に合わせると、電気回路は図１３の状態となり、燃料電池２の負端子と二次電池３の正端子とが接続され、燃料電池２の正端子は電動モータ制御装置３８の正端子に接続され、二次電池３の負端子は電動モータ制御装置３８の負端子に接続されるため、燃料電池２と二次電池３とは直列に接続され、電動モータ制御装置３８には最大４８Ｖの電圧の電力が供給され、同様に電動モータ５（５Ｆ，５Ｒ）にも最大４８Ｖの電圧の電力が供給される「パワー走行」の状態に設定される。
従って、電圧２４Ｖでは不足でそれ以上走行が困難であったり、積荷等が重かったり、急な登坂路にさしかかったり、総輪駆動走行により悪路走行をする必要があったりした場合には、このように燃料電池２と二次電池３を直列に接続することにより、２倍の電圧を得て、電動モータ制御装置３８は、最大電圧４８Ｖと２４Ｖとの間で最も適した電圧を選んで電動モータ５に電力を供給するような制御をすることができるから、電動自転車１は、上記のような過酷な走行であっても難なく走破することができる。【０１３０】次に、電動自転車１を減速する操作について説明すると、変速操作スイッチ６２のつまみ６２ａを次第に低速側に回して減速させて行ってもよく、一気に「ＯＦＦ」の位置にしてもよい。これによって、電動モータ５（５Ｆ，５Ｒ）及び機械式減速機５ａが負荷となった適度のブレーキがかかって、ブレーキレバー５９を操作しなくても減速することができる。長い下り坂を下りるようなときもこの操作を行えばよく、ブレーキの摩耗を低減させることができる。なお、このときブレーキレバー５９を操作しない限り電動モータ５への電力カットオフ機能は働かないので、変速操作スイッチ６２で「１」以上の速度位置を選択している限り電動自転車１は惰性運転又は低出力の運転を続行することになる。【０１３１】次に、電動自転車１の積極的な制動操作について説明する。制動操作は、上記燃料電池２と二次電池３との並列・直列接続及び各走行パターンで、共通であるので、走行パターンに関係なく説明する。
運転者がハンドル５８のブレーキレバー５９の左右いずれかのブレーキレバー５９Ｌ，５９Ｒを引くと、ブレーキスイッチ６０Ｌ，６０Ｒのいずれかから制動操作信号が電動モータ制御装置３８に送出され、これを受けて、電動モータ制御装置３８内のブレーキ連動の電力停止装置（図示せず）により、直ちに電動モータ５（５Ｆ，５Ｒ）の電力の供給を停止させる電力カットオフ機能が働き、同時に前輪用電動モータ５Ｆ及び後輪用電動モータ５Ｒを発電用ダイナモに切り換えて該前輪用電動モータ５Ｆ及び後輪用電動モータ５Ｒが回生ブレーキとして作用するように電気回路を切り換える。
これによって、電動自転車１及び運転者の持つ運動のエネルギは発電用ダイナモとなった前輪用電動モータ５Ｆ及び後輪用電動モータ５Ｒを回転させるためのトルクを生むエネルギとして吸収されて、これが電気エネルギに変換され、二次電池３に蓄電され、同時に電動自転車１に対しては回生ブレーキとして作用し、強力なブレーキがブレーキレバー５９による前輪４Ｆ、後輪４Ｒの本来のブレーキ装置の制動力に付加される形で作用し、通常の自転車よりも軽いブレーキ操作で強力な制動力を得て相当な高速からでも安全に電動自転車１を停止させることができる。
またこのことは、急な下り坂や長い下り坂の走行時の安全性を非常に高いものとし、電動自転車１の制動性能を著しく向上させると共に、通常のブレーキの摩耗を低減させることができる。【０１３２】次に、燃料電池２の水素タンク６（水素吸蔵合金タンク６Ａ、水素カセット缶６Ｂ）の交換の仕方について説明する。電動自転車１の走行中には、図１５に示す走行モニタ３９のバッテリーの残量表示７１が、例えば図示のように３段階、即ち最大状態を表す３／３、中位状態を表す２／３及びほとんどない状態を表す１／３の表示が夫々点灯し、運転者にバッテリーの残量を知らせる。【０１３３】そしてバッテリーの残量表示７１の１／３の表示が点灯したような場合及び水素タンク６の交換からの走行距離を勘案して水素タンク６の交換が必要と感じた場合には、水素タンク６（水素吸蔵合金タンク６Ａ、水素カセット缶６Ｂ）を交換することになるが、まず図１に示す状態の四角形状の水素吸蔵合金タンク６Ａを交換する場合について説明すると、電動自転車１を停止させて、スタンド（図示せず）を立て、バックル３１を外して２本のバンド３０を弛めて燃料電池２から外し、ブロワ２４と燃料電池スタック２３を水素吸蔵合金タンク６Ａから取り外す。そして燃料電池収容容器２５を外して、水素吸蔵合金タンク６Ａを取り出し、すでに水素が規定量充填された別の水素吸蔵合金タンク６Ａと交換し、上記と逆の作業により元通りに取り付けて燃料電池２を組み立てる。従って水素吸蔵合金タンク６Ａの交換に要する時間は数分で済み、極めて簡単である。これによってまた新たな航続距離、例えば約２５０ｋｍを走行することができる。
空になった水素吸蔵合金タンク６Ａは、水素スタンドに預け、該水素スタンドで新たに水素を充填するが、これにはかなりの時間（４乃至５時間）を必要とする。しかし運転者にとっては水素吸蔵合金タンク６Ａの交換に要する時間だけが問題であるので、水素スタンドにおける作業は問題にならない。【０１３４】また図１に示す予備の水素カセット缶６Ｂを水素吸蔵合金タンク６Ａと交換することは、普通はしないが、これは燃料電池２の構造によっては不可能ではない。水素レギュレータ３３を水素吸蔵合金タンク６Ａと水素カセット缶６Ｂとに共用できるようにしておけば、これら２種類の異なる水素タンク６を互いに交換することもできる。その場合には、取付具１２を軽く変形させて水素カセット缶６Ｂを下フレームパイプ９Ｂから取り外し、上記と同様に水素吸蔵合金タンク６Ａと交換すればよい。このように予備の水素カセット缶６Ｂを使用した場合の電動自転車１の次の航続距離は、約２乃至３ｋｍしかないが、近くの水素スタンドに行き着くまでの燃料としては十分である。【０１３５】次に、図３に示すような電動自転車１の車体８のフレームパイプ９（９Ａ，９Ｂ）の内部に予備としての水素吸蔵合金タンク６Ａを内蔵した場合の水素タンク６の交換は、上記とは異なり、フレームパイプ９内の水素吸蔵合金タンク６Ａは取り外すことはできないので、その水素取出し口６ａ（水素供給開閉バルブ及び水素レギュレータが取り付けられているが図示は省略してある。）に燃料電池２の水素供給パイプ３２を延長して接続し、荷台１０の方の使用済みの水素吸蔵合金タンク６Ａは、上記の方法で取り外して水素スタンドに預ければよい。なお、フレームパイプ９内の水素吸蔵合金タンク６Ａへの水素の充填は、電動自転車１を必要な時間駐車して行う。
このフレームパイプ９に内蔵された水素吸蔵合金タンク６Ａ内で、もし水素が漏れ出したりして異常な圧力が生じた場合には、リリース弁１１から水素が漏れだし、爆発等の事故を未然に防止することができて安全である。
また以上のことは、フレームパイプ９内を空間として、ここに水素ガスそのものを充填した水素タンク（図示せず）の場合も同様であり、現在使用中の水素吸蔵合金タンク６Ａとフレームパイプ９内の水素タンクとの交換及びリリース１１弁の作用も同一であるので、説明を省略する。【０１３６】図４から図６に示す予備の水素カセット缶６Ｂを水素吸蔵合金タンク６Ａと交換するには、錠前がかかっているときはこれを鍵で開けてから、開閉蓋１３のレバー２０を上に上げて掛け金２１からフック２１を外し、開閉蓋１３をヒンジ１９を支点として開き、いずれかの水素カセット缶６Ｂを取り出し、燃料電池２の水素吸蔵合金タンク６Ａと上記の方法で交換すればよい。この場合の電動自転車１の次の航続距離は、約２乃至３ｋｍしかないが、次々と４本の水素カセット缶６Ｂを交換して行けば、合計約８乃至１２ｋｍの航続距離が得られる。水素カセット缶６Ｂを取り出した後は、開閉蓋１３を閉めておくが、空になった水素カセット缶６Ｂがある場合は、取り出して空になったフレームパイプ９内の空間にこれを収容して開閉蓋１３を閉めることによりがたつきなく、未使用の水素カセット缶６Ｂと空の水素カセット缶６Ｂを共にフレームパイプ９内に収容したまま走行することができる。
なお、水素カセット缶６Ｂを、外観が同一の水素吸蔵合金タンク（図示せず）を用いることもてきる。
またフレームパイプ９内に予備として収容された水素カセット缶６Ｂの一部から、何らかの理由により水素が漏れ出してフレームパイプ９内が異常な圧力になると、リリース弁１１が開いてこの異常な圧力を外部に逃がすので、電動自転車１の爆発等のおそれは少なく、安全である。【０１３７】次に、図１０及び図１１に示す実施例に係る燃料電池２を電動自転車１に搭載して走行する場合及び該電動自転車から取り外して、他の用途に使用する場合について説明する。走行中は、燃料電池２は継続して発電することにより、燃料電池スタック２３は発熱するが、この排熱は排気利用ダクト３４により吸い上げられて水素吸蔵合金タンク６Ａに送られ、水素の放出によっ冷却された該水素吸蔵合金タンクを加熱して、これを適温に保ち、水素吸蔵合金タンク６Ａは順調に水素を供給し続ける。
また電動自転車１の停車時に、燃料電池２を取り外して、他の用途に使用する場合には、燃料電池２を覆う燃料電池収容容器２５をまず取り外すと、燃料電池２は設置ステー３５にそっくり搭載されているので、この設置ステーごと荷台１０から取り外すことにより簡単に電動自転車１から取り外すことができる。電動自転車１から取り外した燃料電池２は、地面等に置き、使用したい電気機器に接続すれば、これによって燃料電池２も発電をして電力を供給できるし、各種の電気機器を商用電源のない場所でも使用でき、燃料電池２は発電機と同様に安定した電力を供給し続けることができる。特に発電機と違い、騒音が非常に小さく、排気ガスが水蒸気であるため環境を全く汚さないので、衛生上厳しい環境下でも燃料電池２を汎用発電装置として使用することができる。【０１３８】最後に図１６に示す太陽光発電器４５を搭載した電動自転車１の作用について説明すると、電動自転車１の走行中は元より、電動自転車１の日中における長時間の駐車中においては、太陽光線Ｓが多量に太陽光発電器４５に降り注ぐので、十分な発電量が得られ、この電力は二次電池３に蓄電される。よって二次電池３の電力が不足することが防止でき、特に前照灯５７の夜間における点灯用の電力位は十分に太陽光発電器４５で賄うことが可能であり、また電動自転車１の停止中もほとんど常に太陽光発電器４５により発電がなされてその電力が二次電池３に蓄電され続けるので、二次電池３が自然放電することなく、従って二次電池３の使用可能期間を延長することができるメリットもある。【０１３９】以上のように、本発明に係る電動車輛においては、燃料電池２と二次電池３とを並列にも直列にも接続することができるので、並列の場合は「通常走行」、直列の場合は「パワー走行」というように切り換えて「ＴＷＩＮ  ＤＲＩＶＥ」の電動車輛として走行することができ、また「人力走行」、「後輪駆動走行」、「前輪駆動走行」及び「前後輪駆動走行（総輪駆動走行）」の４種類の走行パターンを選択して、「Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｈｙｂｒｉｄ」の電動自転車として走行することができ、また従来全く存在しなかった新規な電動車輛としてその用途は極めて広く、あらゆる分野で使用可能である。【０１４０】そして本発明の「電動車輛」は、上記説明において、２輪の電動自転車１として説明したが、これは電動自転車に限定されるものではなく、車輪は２輪のみでなく、３輪、４輪又はそれ以上の車輪を有する車輛もすべて含むものであり、乗用自動車、トラック及び農耕用車輛、建設車輛等あらゆる車輛を含むと解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】電動車輛の一例たる電動自転車の斜視図である。
【図２】電動自転車の側面図である。
【図３】フレームパイプ内の空間を水素吸蔵合金タンクとして構成した電動自転車の部分縦断面側面図である。
【図４】フレームパイプを太く形成してその中に予備の複数の水素カセット缶を収容した電動自転車の部分縦断面側面図である。
【図５】図４の電動自転車の要部拡大部分縦断面側面図である。
【図６】図５の水素カセット缶を収容したフレームパイプの縦断面図である。
【図７】燃料電池の斜視図である。
【図８】図７の燃料電池から燃料電池収容容器を取り外した状態を示す斜視図である。
【図９】燃料電池内の各構成要素の配置並びに燃料電池収容容器内での空気、水蒸気等の流れ及び昇温、加熱、冷却、排気の各作用の自己循環の状態を示す概略構成図である。
【図１０】燃料電池を、特別な設置ステーを用いて荷台に着脱自在に取り付け、燃料電池を取り外し自在として、他の用途にも使用できるようにした電動自転車の斜視図である。
【図１１】図１０の燃料電池の斜視図である。
【図１２】並列・直列切換えスイッチの構造及び電動モータ制御装置を示し、燃料電池と二次電池とが並列に接続された状態の電気回路図である。
【図１３】燃料電池と二次電池とが直列に接続された状態の電気回路図である。
【図１４】変速操作スイッチをハンドル及びグリップの両方に取り付けた電動自転車の部分斜視図である。
【図１５】走行モニタの平面図である。
【図１６】太陽光発電器を取り付けた電動自転車の側面図である。
【図１７】電動自転車の発電及び駆動経路を示すブロック図である。
【図１８】モータと発電機とを同軸に取り付けたモータ・発電機併用型電動モータの縦断面図である。
【図１９】変速操作スイッチの平面図である。
【図２０】変速操作スイッチをハンドルのグリップに取り付けた電動自転車の部分斜視図である。
【図２１】変速操作スイッチを取り付けたグリップの斜視図である。
【図２２】図２２から図２５は走行パターン切換えスイッチを切り換えてハイブリッド走行を行う場合の電動自転車の駆動経路を示す概略図で、図２２は「ＯＦＦ」の位置で自転車として人力走行する場合を示す概略図である。
【図２３】「後輪駆動」の位置で後輪駆動式の電動アシスト式自転車として走行する場合を示す概略図である。
【図２４】「前輪駆動」の位置で前輪駆動の原動機付自転車として走行する場合を示す概略図である。
【図２５】「前後輪駆動」の位置で総輪駆動の電動自転車として走行する場合を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１４２】  １    電動車輛の一例たる電動自転車
２    燃料電池
３    二次電池
４    車輪
４Ｆ  前輪
４Ｒ  後輪
５    電動モータ
５ａ  機械式減速機
５Ｆ  前輪用電動モータ
５Ｒ  後輪用電動モータ
６    水素タンク
６Ａ  水素吸蔵合金タンク
６Ｂ  水素カセット缶
８    車体
９    フレームパイプ
９Ａ  上フレームパイプ
９Ｂ  下フレームパイプ
１０    荷台
１１    リリース弁
１１Ａ  リリース弁
１１Ｂ  リリース弁
１３    開閉蓋
２３    燃料電池スタック
２４    ブロワ
２５    燃料電池収容容器
２５ａ  一壁面
２５ｂ  壁面
２５ｃ  壁面
２５ｄ  壁面
２６    熱遮蔽板
２７    ドレンバルブ
２８    ＤＣ−ＤＣコンバータ
２９    断熱材
３２    水素供給パイプ
３３    水素レギュレータ
３４    排気利用ダクト
３５    設置ステー
３６    並列・直列切換えスイッチ
３８    電動モータ制御装置
３９    走行モニタ
４５    太陽光発電器
５０    発電機
５１    固定軸
５７    前照灯
５８    ハンドル
５９    ブレーキレバー
５９Ｌ  左ブレーキレバー
５９Ｒ  右ブレーキレバー
６０    ブレーキスイッチ
６０Ｌ  左ブレーキスイッチ
６０Ｒ  右ブレーキスイッチ
６１    グリップ
６２    変速操作スイッチ
６５    走行パターン切換え装置
６６    走行パターン切換えスイッチ
６８    電源スイッチ
７０    走行パターンの表示
７１    バッテリーの残量表示
７２    並列・直列切換え表示
７３    足
Ｓ    太陽光線
【図１】
2007112406.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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