JP2006339096A - 燃料電池車両における吸気系部材の配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気系の圧損を抑えた上で吸気系部材を効率良く配置できる燃料電池車両における吸気系部材の配置構造を提供する。
【解決手段】 空気と水素とを燃料とする燃料電池５１と、外気を圧縮して出力する過給器５８と、該過給器５８で圧縮された空気を加湿する加湿器５９と、前記過給器５８と前記燃料電池５１との間を連結するバイパス通路８７ａと、該バイパス通路８７ａの開閉を行うバイパスバルブ８７とを備え、前記バイパスバルブ８７は、前記過給器５８と前記加湿器５９とを結ぶ直線Ｔ１よりも外側に配置されると共に、前記過給器５８及び加湿器５９の近傍に配置される。
【選択図】 図５

Description

この発明は、燃料電池車両における燃料電池用の吸気系部材の配置構造に関する。

従来、過給器で加圧した空気を加湿器で加湿した後に燃料電池に供給する燃料電池車両の吸気系において、燃料電池始動時等の低温時には前記加圧後の空気に加湿器をバイパスさせるべく吸気経路を切り替えるバイパスバルブを備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１５２６００号公報

ところで、上記燃料電池車両の吸気系においては、過給器、バイパスバルブ、及び加湿器等の多くの吸気系部材を配置する必要があるが、特に当該車両が自動二輪車のように小型のものである場合を考慮すると、前記吸気系部材を少ないレイアウトスペースに効率良く配置でき、かつ吸気系の圧損（圧力損失）も抑えるような構成であることが望ましい。
そこでこの発明は、吸気系の圧損を抑えた上で吸気系部材を効率良く配置できる燃料電池車両における吸気系部材の配置構造を提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、水素と空気とを燃料として車両の駆動源である電動機（例えば実施例のモータ３１）に対する供給電力を生成する燃料電池（例えば実施例の燃料電池５１）と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器（例えば実施例の過給器５８）と、該過給器で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池に対して供給する加湿器（例えば実施例の加湿器５９）と、前記過給器の出力側と前記燃料電池との間を連結して前記加湿器をバイパスするバイパス通路（例えば実施例のバイパス通路８７ａ）と、該バイパス通路の開閉を行うバイパスバルブ（例えば実施例のバイパスバルブ８７）とを備えた燃料電池車両（例えば実施例の燃料電池車両１）における吸気系部材の配置構造において、前記バイパスバルブは、前記過給器と前記加湿器とを結ぶ直線（例えば実施例の直線Ｔ１）よりも外側に配置されると共に、前記過給器及び加湿器の近傍に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、燃料電池車両におけるレイアウトスペースの効率化が可能となり、吸気系部材を効率良く配置することができる。特に、自動二輪車のように部材のレイアウトスペースの小さい車両においては、数多くの吸気系部材を如何なる場所に配置するかは極めて重要であり、これらを効率良く配置することの効果が高い。
また、燃料電池車両の吸気系における圧損を低減することができる。すなわち、過給器と加湿器との間、及び加湿器と燃料電池との間に配置される吸気管等の連結部材の長さを短くすることで、前記圧損の低減を図ることが可能となる。

請求項２に記載した発明は、前記過給器の出力側に連結されて前記加湿器に対して供給する空気温度を調整するインタークーラ（例えば実施例のインタークーラ８６）を備え、該インタークーラは、前記直線よりも外側に配置されると共に、前記バイパスバルブは、前記過給器、加湿器、及びインタークーラによって囲まれる空間（例えば実施例の空間Ｋ１）内に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、加湿器、過給器、及びインタークーラの配置によって形成されるトライアングル状の空間内にバイパスバルブが配置されることとなり、燃料電池車両におけるレイアウトスペースのさらなる効率化が可能となる。

請求項３に記載した発明は、ヘッドパイプ（例えば実施例のヘッドパイプ５）から車両後方に対して斜め下方に延出するダウンフレーム部（例えば実施例のダウンフレーム部１０ａ）と、該ダウンフレーム部の後端から車両後方に延出する中間フレーム部（例えば実施例の中間フレーム部１０ｂ）と、該中間フレーム部の後端から車両後方に対して斜め上方に延出する後フレーム部（例えば実施例の後フレーム部１０ｃ）とを有するメインフレーム（例えば実施例のメインフレーム１０）を備え、該メインフレームには駆動輪（例えば実施例の後輪３２）を枢支するリアフレーム（例えば実施例のリアスイングアーム２１）が揺動自在に連結され、かつ該メインフレームの上方には乗員用のシート（例えば実施例のシート４１）が配設される燃料電池車両（例えば実施例の燃料電池車両１）における吸気系部材の配置構造において、水素と空気とを燃料として車両の駆動源である電動機（例えば実施例のモータ３１）に対する供給電力を生成する燃料電池（例えば実施例の燃料電池５１）と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器（例えば実施例の過給器５８）と、該過給器で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池に対して供給する加湿器（例えば実施例の加湿器５９）と、前記過給器の出力側と前記燃料電池との間を連結して前記加湿器をバイパスするバイパス通路（例えば実施例のバイパス通路８７ａ）と、該バイパス通路の開閉を行うバイパスバルブ（例えば実施例のバイパスバルブ８７）とを備え、前記バイパスバルブは、前記過給器と前記加湿器とを結ぶ直線（例えば実施例の直線Ｔ１）よりも外側に配置されると共に、前記過給器及び加湿器の近傍に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、燃料電池車両におけるレイアウトスペースの効率化が可能となり、吸気系部材を効率良く配置することができる。特に、自動二輪車のように部材のレイアウトスペースの小さい車両においては、数多くの吸気系部材を如何なる場所に配置するかは極めて重要であり、これらを効率良く配置することの効果が高い。
また、燃料電池車両の吸気系における圧損を低減することができる。すなわち、過給器と加湿器との間、及び加湿器と燃料電池との間に配置される吸気管等の連結部材の長さを短することで、前記圧損の低減を図ることが可能となる。

請求項４に記載した発明は、前記過給器、加湿器、及びバイパスバルブは、前記シートの下方でかつ前記リアフレームの上方に位置する空間（例えば実施例の前部空間Ｋ３）内に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、燃料電池車両におけるシートとリアフレームとの間のデッドスペースを有効利用することで、レイアウトスペースのさらなる効率化が可能となる。

請求項１，３に記載した発明によれば、吸気系部材を効率良く配置することができると共に、吸気系の圧損を低減することができる。
請求項２に記載した発明によれば、燃料電池車両におけるレイアウトスペースの効率化を図ることができる。
請求項４に記載した発明によれば、燃料電池車両におけるデッドスペースの有効利用を図ることができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１〜３に示すように、自動二輪車としての態様をなす燃料電池車両１は、その車体略中央に搭載された燃料電池５１から供給される電力に基づいて、車両駆動用のモータ（電動機）３１を駆動させて走行するものである。また、燃料電池車両１は、低床フロア部（以下、単にフロア部という）３を有するスクータ型車両でもあり、該フロア部３の内側には、略直方体状をなす前記燃料電池５１が配置され、かつ燃料電池車両１の駆動輪である後輪３２のホイール内には、所謂ホイールインモータとしての前記モータ３１が配置される。モータ３１は、そのケーシング３１ａ内にモータ本体及び減速機構を有して一体のユニットとして構成されるもので、その出力軸が後輪車軸３２ａと同軸に配置された状態で、前記ホイール内に例えば左側から取り付けられる。

燃料電池車両１の前輪１１は左右一対のフロントフォーク１２の下端部に軸支され、これら各フロントフォーク１２の上部はステアリングステム１３を介して車体フレーム４前端部のヘッドパイプ５に操舵可能に枢支される。ステアリングステム１３の上端部にはバー型のハンドル１４が取り付けられ、該ハンドル１４の右グリップ部にはスロットルグリップ１５が装着されると共に、左右のグリップ部前方にはリア及びフロントブレーキレバー１６，１７がそれぞれ配置される。

車体フレーム４の後部には、上側ほど後方に位置するようにやや傾斜した状態で上下に延在するピボットプレート８が設けられ、該ピボットプレート８の中間部よりもやや下方となる部位には、リアスイングアーム（リアフレーム）２１の前端部が、その後端側を車体上下方向に揺動可能とするべくピボット軸９を介して枢支される。リアスイングアーム２１は、その左アーム体２３がモータ３１の前端部まで延びて該モータ３１のケーシング３１ａを支持する一方、右アーム体２４は後輪３２の中心位置まで延びて後輪車軸３２ａを軸支する。このようなリアスイングアーム２１とモータ３１とを主として、燃料電池車両１のスイングユニットとしてのモータユニット２０が構成される。

車体フレーム４の下部であって燃料電池５１の下方となる部位には、車体前後方向に延在するリアクッション３３が配置される。リアクッション３３の後端部は車体フレーム４の下部に連結される一方、リアクッション３３の前端部はリンク機構３４を介してモータユニット２０（リアスイングアーム２１）の下部に連結される。リンク機構３４は、モータユニット２０の上下方向の揺動に伴い、リアクッション３３を前後方向にストロークさせるもので、このようなリアクッション３３のストロークにより、モータユニット２０に入力された衝撃や振動が穏やかに吸収される。

車体フレーム４は、ヘッドパイプ５の上部から左右に分岐して斜め後下方に向けて延び、車体上下方向での略中間となる高さにおいて屈曲した後に後方に向けて延びるアッパチューブ６と、ヘッドパイプ５の下部から左右に分岐して斜め後下方に向けて延び、車体下端部において屈曲した後に後方に向けて延びるダウンチューブ７とを有し、各アッパチューブ６の後端部及びダウンチューブ７の後端部が、燃料電池５１よりも後方に位置する前記ピボットプレート８の上端部及び下端部にそれぞれ結合される。以下、ダウンチューブ７において、ヘッドパイプ５から車体下端部における屈曲部７ｃまでの部位を前辺部７ａ、前記屈曲部７ｃからピボットプレート８までの部位を下辺部７ｂとして説明する。

ここで、アッパチューブ６、ダウンチューブ７、及びピボットプレート８により、ヘッドパイプ５から斜め下後方に延びるダウンフレーム部１０ａと、該ダウンフレーム部１０ａの後端から後方に延びる中間フレーム部１０ｂと、該中間フレーム部１０ｂの後端から斜め上後方に延びる後フレーム部１０ｃとが構成され、これら各フレーム部１０ａ，１０ｂ，１０ｃにより、スクータ型車両である燃料電池車両１におけるメインフレーム１０が構成される。

各アッパチューブ６は、車体後端部へ至るべくピボットプレート８からさらに後方に向けて延びており、このような各アッパチューブ６の後半部分が、乗員用のシート４１を支持するシートフレームとして用いられる。すなわち、アッパチューブ６におけるピボットプレート８よりも前方に位置する部位（メインフレーム１０の後部上側を構成する部位）が、シート４１前半の運転者用の着座部を支持し、アッパチューブ６におけるピボットプレート８よりも後方に位置する部位が、シート４１後半の後部搭乗者用の着座部を支持する。

燃料電池車両１は、その車体が主として合成樹脂からなる車体カバー４２により覆われる。この車体カバー４２は風防としても機能するもので、かつその一部が車体フレーム４（メインフレーム１０）と共に前記フロア部３を構成する。車体フレーム４の下部中央には、車体を直立状態で支持するメインスタンド３７が取り付けられると共に、車体フレーム４の下部左側には、車体を左側に傾斜させた起立状態で支持するサイドスタンド３８が取り付けられる。

ここで、図４を参照して燃料電池車両１の燃料電池システムの概要について説明する。
燃料電池５１は単位電池（単位セル）を多数積層してなる周知の固体高分子膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）であり、そのアノード側に燃料ガスとして水素ガスを供給し、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気を供給することで、電気化学反応により電力を生成すると共に水を生成するものである。

前記燃料ガスとしての水素ガスは、水素ボンベ５２から遮断弁５３を介して所定圧力をもって（換言すれば所定の高圧状態で）燃料電池５１に供給され、かつ発電に供された後には水素循環流路５４内に導入される。この水素循環流路５４において、未反応の水素ガスは、水素ボンベ５２からの新鮮な水素ガスと共に燃料電池５１に繰り返し供給される。水素循環流路５４内を循環する水素ガスは、パージ弁５５を介して希釈装置５６内に導入可能とされる。

一方、前記酸化剤ガスとしての空気は、エアクリーナ装置５７を介して過給器５８内に導入された後に、所定圧力に加圧（圧縮）された状態で燃料電池５１に供給され、かつ発電に供された後には希釈装置５６内に導入される。

ここで、図中符号８６は過給器５８で圧縮した後の空気（酸化剤ガス）を冷却する水冷式のインタークーラを、符号５９はインタークーラ８６を通過した後の酸化剤ガスを加湿する加湿器を、符号８７ａは過給器５８と燃料電池５１との間を連結してインタークーラ８６及び加湿器５９をバイパスするバイパス通路を、符号８７はバイパス通路８７ａを開閉して燃料電池５１始動時等の低温時に過給器５８からの圧縮空気にインタークーラ８６及び加湿器５９をバイパスさせるバイパスバルブを、符号８８は燃料電池５１における酸化剤ガスの圧力を調整するための背圧弁をそれぞれ示す。

そして、水素循環流路５４に設けられたパージ弁５５が開作動することで、反応後の水素ガスが希釈装置５６内に導入される。該希釈装置５６において集積された水素ガスは、同じく希釈装置５６において集積された燃料電池５１からの排出空気と混合、希釈処理された後に、サイレンサ６１を介して大気に放出される。

また、燃料電池５１における生成水の一部は、該燃料電池５１から排出される空気（オフガス）と共に水蒸気として加湿器５９内に導入され、燃料電池５１供給前の新たな空気（酸化剤ガス）の加湿に供される。なお、加湿器５９で抽出されなかった水分は、希釈装置５６を経た後に反応済みガスと共に水蒸気として排出されるか、希釈装置５６内で凝結した後に排水管等を介して排出される。

この燃料電池システムの運転は、ＥＣＵ（Electrical Control Unit）７０及びＶＣＵ（Voltage Control Unit、制御部）６２により制御される。
ＥＣＵ７０はＶＣＵ６２に対して接続されており、該ＥＣＵ７０が、スロットルグリップ１５からのスロットル開度信号、ブレーキ信号、及び車速信号等に基づいて、燃料電池５１における発電制御やモータ３２における回生電力制御等を行う。

ＶＣＵ６２は、発熱源であるＦＥＴ等のスイッチング素子等で構成され、ＥＣＵ７０からの指示に基づいて、バッテリ６３や燃料電池５１から供給される電力を変換（例えば、昇圧チョッパ）し、モータドライバ６４や過給器５８等に対して必要な電圧を供給する。すなわち、例えばＥＣＵ７０からの指示に基づいて過給器５８等に供給する電圧を調整し、燃料電池５１に対して供給される空気圧を調整することで、燃料電池５１からの出力電力の増加等を図ったりするのである。なお、図示は略すが、ＶＣＵ６２は、パージ弁５５、遮断弁５３、背圧弁８８、バイパスバルブ８７、及びウォータポンプ６７等の全電力駆動部品に接続されている。

上記燃料電池システムにおける冷却系は、燃料電池５１及びモータ３１のウォータジャケット、並びにインタークーラ８６内及びモータドライバ６４に隣接する冷却板（冷却器）６５内の各水路を連通させる冷却水路６６を形成し、該冷却水路６６にウォータポンプ６７及びラジエータ６８を設けてなるものである。

このような冷却系において、ウォータポンプ６７の作動により冷却水路６６内を冷却水が流通、循環することで、燃料電池５１、モータ３１、酸化剤ガス、及びモータドライバ６４から吸熱すると共にこの熱がラジエータ６８にて放熱される。なお、図中符号６９は、燃料電池５１の低温時等にラジエータ６８を介さずに冷却水を循環させるためのサーモスタットを示す。

図１〜３を併せて参照して説明すると、水素ボンベ５２は、円筒形の外観を有する一般的な高圧ガスボンベであり、金属と繊維強化プラスチックとからなる一般複合容器とされる。このような水素ボンベ５２が、後輪３２の上方であって車体後部右側において、その軸線がやや前下がりとなるように配置される。水素ボンベ５２は、その右側端（外側端）が車体右側のアッパチューブ６の外側端よりもやや外側に位置し、かつ左側端（内側端）が後輪３２の外側端よりもやや外側に位置するように配置される。

水素ボンベ５２の前後端部は球状に形成されており、その前端部がピボットプレート８の前方に位置すると共に後端部が車体後端部に位置するように配置される。このような水素ボンベ５２の後端部には、該水素ボンベ５２の元栓７１及び水素充填口７２が配設されている。

車体左側のアッパチューブ６は、やや後上がりとなるように傾斜して概ね直線的に後方に延びる一方、車体右側のアッパチューブ６は、車体左側のアッパチューブ６に対してピボットプレート８近傍において下方に向けて緩やかに変化するように設けられる。また、各アッパチューブ６は、ピボットプレート８近傍において車幅方向外側に緩やかに変化するように設けられる。

さらに、車体右側のアッパチューブ６は、その下側端が車体側面視で水素ボンベ５２の下側端とほぼ重なるように設けられると共に、車体後端部において上方に向けて屈曲し、水素ボンベ５２の元栓７１及び水素充填口７２を避けるようにして車体左側に向けて延びた後に、下方に向けて屈曲して車体左側のアッパチューブ６の後端部に結合される。

燃料電池５１は、車幅方向に幅広でかつ上下方向で扁平な直方体状をなし、その前壁部には酸化剤ガス及び水素ガスの供給口及び排出口、並びに冷却水の導入口及び導出口がそれぞれ設けられる。

図５，６を併せて参照して説明すると、燃料電池５１の上方には、上下方向で扁平な箱型をなすＶＣＵ６２が近接配置されると共に、燃料電池５１の上部後方には、車幅方向に延在する加湿器５９が近接配置され、かつ加湿器５９左側部の斜め上後方には、過給器５８が近接配置される。過給器５８は、その過給器本体５８ａ左側に車幅方向と平行な回転軸を有する駆動モータ５８ｂを配置してなるもので、過給器本体５８ａの斜め下後部には、車幅方向に延在する吸入ダクト５７ｂの左側部が接続される。

吸入ダクト５７ｂは、その右側部が水素ボンベ５２の下方に位置するように設けられ、該右側部には同じく水素ボンベ５２の下方に位置するエアクリーナケース５７ａの前端部が接続される。これらエアクリーナケース５７ａ及び吸入ダクト５７ｂを主として、前記エアクリーナ装置５７が構成される。

過給器本体５８ａの斜め上前側の吐出口（出力口）５８ｃには、チャンバー部８５ｂを有する吐出ダクト８５が接続される。吐出ダクト８５は、前記吐出口５８ｃから側面視で上方に凸の円弧状に延びる上流側接続部８５ａを形成した後、加湿器５９の筐体５９ｂ上面に沿って右側に広がるように延びて前記チャンバー部８５ｂを形成する。チャンバー部８５ｂ右側からは斜め下後方に向けて下流側接続部８５ｃが延び、該下流側接続部８５ｃがインタークーラ８６に接続される。加湿器５９左側部の上方（チャンバー部８５ｂの左側）には背圧弁８８が近接配置され、加湿器５９右側部の後方にはバイパスバルブ８７が近接配置され、バイパスバルブ８７の斜め下後方にはインタークーラ８６が近接配置される。

車体後部左側には、車幅方向で扁平なサイレンサ６１が、車体左側のアッパチューブ６よりも車幅方向外側に位置するように配置される。サイレンサ６１は、車体側面視で概ね方形状をなし、後輪３２の斜め上左側において後上がりに傾斜した状態で配置されもので、後上がりに傾斜する排気管７７の後半部分に設けられる。

ラジエータ６８は、ヘッドパイプ５前方に位置する比較的小型の上段ラジエータ６８ａと、各ダウンチューブ７の前辺部７ａの前方に位置する比較的大型の下段ラジエータ６８ｂとに分割構成される。下段ラジエータ６８ｂの右側後方にはウォータポンプ６７が配置され、該ウォータポンプ６７の斜め下後方にはサーモスタット６９が配置される。また、下段ラジエータ６８ｂの両側方に位置する車体カバー４２の内側には、車幅方向に扁平なバッテリ６３がそれぞれ配置される。

各ダウンチューブ７の屈曲部７ｃ間には、下辺部７ｂの下側端よりも下方に突出するように希釈装置５６が配置される。希釈装置５６からは排気短管７８が導出され、該排気短管７８が車体左側のダウンチューブ７の下辺部７ｂ前側に接続されると共に、該下辺部７ｂ後側からは前記排気管７７が導出される。すなわち、車体左側のダウンチューブ７が反応済みガスの排出流路の一部を構成しており、したがって希釈装置５６からの排出ガスは、排気短管７８、ダウンチューブ７の下辺部７ｂ、及び排気管７７を介して大気に放出される。

モータドライバ６４は車体側面視で略方形状をなし、リアスイングアーム２１の左アーム体２３の車幅方向外側に冷却板６５を介して取り付けられる。
モータユニット２０には、リアスイングアーム２１の一部としてのアームカバ−２１ａが装着される。アームカバー２１ａは、リアスイングアーム２１、モータ３１、モータドライバ６４、及び冷却板６５等を覆いこれらを適宜保護する。なお、アームカバー２１ａには、その内部に外気を流通可能とするべく不図示の外気導入口及び導出口がそれぞれ設けられる。

加湿器５９は、その筐体５９ｂ内に例えば中空糸膜モジュールを備えてなるもので、該中空糸膜モジュールを介して燃料電池供給前の酸化剤ガスと燃料電池５１からのオフガスとの間で水分を移動させて燃料ガスを加湿する。筐体５９ｂは車幅方向に長い円筒状のもので、その両端部には前記酸化剤ガス及びオフガスの導出入ダクトが設けられる。

ここで、バイパスバルブ８７は、車体側面視において、過給器５８と加湿器５９との間であって、これらを結ぶ後上がりの直線Ｔ１から斜め下後方にオフセットした位置に配置される。より詳細には、バイパスバルブ８７は、その概略中心（例えばバイパスバルブ８７本体の外形中心）が、過給器５８の概略中心（例えば駆動モータ５８ｂの回転中心）と加湿器５９の概略中心（例えば筐体５９ｂの円筒形状中心）とを結ぶ後上がりの直線Ｔ１よりも斜め下後方に位置するように配置される。

またここで、バイパスバルブ８７の斜め下後方にはインタークーラ８６が配置されており、したがってバイパスバルブ８７は、車体側面視において、インタークーラ８６、過給器５８、及び加湿器５９によって囲まれる三角形状の空間Ｋ１内に配置される。より詳細には、バイパスバルブ８７は、その前記概略中心が、インタークーラ８６の概略中心（例えばインタークーラ８６本体の外形状中心）、過給器５８の前記概略中心、及び加湿器５９の前記概略中心を結ぶ直線によって囲まれる三角形状の空間Ｋ１内に位置するように配置される。なお、バイパスバルブ８７は、燃料電池５１後端よりも後方に位置するように配置されている。

図５，６において、矢印９０は、過給器５８からバイパスバルブ８７、インタークーラ８６、及び加湿器５９を経て燃料電池５１に向かうメイン通路に沿う酸化剤ガスの流れを示し、矢印９０’は、過給器５８から直接燃料電池５１に向かう前記バイパス通路８７ａに沿う酸化剤ガスの流れを示す。

メイン通路を流れる酸化剤ガスは、吐出ダクト８５の下流側接続部８５ｃに沿って斜め下後方に向かった後に前方に折り返し、加湿器５９の右端部からその筐体５９ｂ内に進入して右、左と折り返した後、再度加湿器５９の右端部から前方に向かって流れる。
一方、バイパス通路８７ａを流れる酸化剤ガスは、一旦下流側接続部８５ｃに沿って斜め下後方に向かった後に該下流側接続部８５ｃの右側に隣接するバイパスバルブ８７を経て前方に折り返し、加湿器５９の右端部にその上方から合流して前方に向かって流れる。

車体後部下側（シート４１後部下側）には、モータユニット２０及び後輪３２の揺動を可能とするための揺動空間Ｋ２が確保されている。この揺動空間Ｋ２は、後輪３２のホイールトラベルに対応して設けられるものであり、したがって後輪３２よりも前方となる位置には、デッドスペースとしての前部空間Ｋ３が生じることとなるが、この実施例においては、過給器５８、加湿器５９、パイパスバルブ、及びインタークーラ８６が前部空間Ｋ３内に臨むように、換言すればリアスイングアーム２１前部（後輪３２よりも前方に位置する部位）の上方に位置するように配置されることで、デッドスペースとしての前部空間Ｋ３を有効利用して吸気系部材を効率良く配置している。

以上説明したように、上記実施例における吸気系部材の配置構造は、ヘッドパイプ５から車両後方に対して斜め下方に延出するダウンフレーム部１０ａと、該ダウンフレーム部１０ａの後端から車両後方に延出する中間フレーム部１０ｂと、該中間フレーム部１０ｂの後端から車両後方に対して斜め上方に延出する後フレーム部１０ｃとを有するメインフレーム１０を備え、該メインフレーム１０には駆動輪である後輪３２を枢支するリアスイングアーム２１が揺動自在に連結され、かつ該メインフレーム１０の後部上方には乗員用のシート４１が配設される自動二輪車としての燃料電池車両１に適用されるものであって、水素と空気とを燃料として車両の駆動源であるモータ３１に対する供給電力を生成する燃料電池５１と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器５８と、該過給器５８で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池５１に対して供給する加湿器５９と、前記過給器５８の吐出側と前記燃料電池５１との間を連結して前記加湿器５９をバイパスするバイパス通路８７ａと、該バイパス通路８７ａの開閉を行うバイパスバルブ８７とを備え、前記バイパスバルブ８７は、前記過給器５８と前記加湿器５９とを結ぶ直線Ｔ１よりも外側に配置されると共に、前記過給器５８及び加湿器５９の近傍に配置されるものである。

この構成によれば、燃料電池車両１におけるレイアウトスペースの効率化が可能となり、吸気系部材を効率良く配置することができる。特に、自動二輪車のように部材のレイアウトスペースの小さい車両においては、数多くの吸気系部材を如何なる場所に配置するかは極めて重要であり、これらを効率良く配置することの効果が高い。
また、燃料電池車両１の吸気系における圧損を低減することができる。すなわち、過給器５８と加湿器５９との間、及び加湿器５９と燃料電池５１との間に配置される吸気管等の連結部材の長さを短くすることで、前記圧損の低減を図ることが可能となる。

また、上記吸気系部材の配置構造においては、前記過給器５８の吐出側に連結されて前記加湿器５９に対して供給する空気温度を調整するインタークーラ８６を備え、該インタークーラ８６は、前記過給器５８と前記直線Ｔ１よりも外側に配置されると共に、前記バイパスバルブ８７は、前記過給器５８、加湿器５９、及びインタークーラ８６によって囲まれる空間Ｋ１内に配置されることで、加湿器５９、過給器５８、及びインタークーラ８６の配置によって形成される車体側面視トライアングル状の空間Ｋ１内にバイパスバルブ８７が配置されることとなり、燃料電池車両１におけるレイアウトスペースのさらなる効率化が可能となる。

さらに、上記吸気系部材の配置構造においては、前記過給器５８、加湿器５９、及びバイパスバルブ８７は、前記シート４１後部の下方でかつ前記リアスイングアーム２１前部の上方に位置する前部空間Ｋ３内に配置されることを特徴とする。
この構成によれば、燃料電池車両１におけるシート４１とリアスイングアーム２１前部との間のデッドスペースとなる前部空間Ｋ３を有効利用することで、レイアウトスペースのさらなる効率化が可能となる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えばインタークーラ８６を廃止した場合でも、過給器５８と加湿器５９とを結ぶ直線Ｔ１から外れた位置にバイパスバルブ８７を配置した構成であればよい。また、バイパスバルブ８７は、前記直線Ｔ１の下方に限らず、上方あるいは前後等に配置した構成であればよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、自動二輪車への適用に限定されないことはもちろん、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例における燃料電池車両の左側面図である。 上記燃料電池車両の右側面図である。 上記燃料電池車両の下面図である。 上記燃料電池車両の燃料電池システムの主要構成図である。 上記燃料電池車両の要部を示す右側面図である。 上記燃料電池車両の要部を示す上面図である。

符号の説明

１ 燃料電池車両
５ ヘッドパイプ
１０ メインフレーム
１０ａ ダウンフレーム部
１０ｂ 中間フレーム部
１０ｃ 後フレーム部
３２ 後輪（駆動輪）
２１ リアスイングアーム（リアフレーム）
３１ モータ（電動機）
４１ シート
５１ 燃料電池
５８ 過給器
５９ 加湿器
８６ インタークーラ
８７ バイパスバルブ
８７ａ バイパス通路
Ｔ１ 直線
Ｋ１ 空間
Ｋ３ 前部空間（空間）

Claims (4)

1. 水素と空気とを燃料として車両の駆動源である電動機に対する供給電力を生成する燃料電池と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器と、該過給器で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池に対して供給する加湿器と、前記過給器の出力側と前記燃料電池との間を連結して前記加湿器をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路の開閉を行うバイパスバルブとを備えた燃料電池車両における吸気系部材の配置構造において、
   前記バイパスバルブは、前記過給器と前記加湿器とを結ぶ直線よりも外側に配置されると共に、前記過給器及び加湿器の近傍に配置されることを特徴とする燃料電池車両における吸気系部材の配置構造。
2. 前記過給器の出力側に連結されて前記加湿器に対して供給する空気温度を調整するインタークーラを備え、該インタークーラは、前記直線よりも外側に配置されると共に、前記バイパスバルブは、前記過給器、加湿器、及びインタークーラによって囲まれる空間内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両における吸気系部材の配置構造。
3. ヘッドパイプから車両後方に対して斜め下方に延出するダウンフレーム部と、該ダウンフレーム部の後端から車両後方に延出する中間フレーム部と、該中間フレーム部の後端から車両後方に対して斜め上方に延出する後フレーム部とを有するメインフレームを備え、該メインフレームには駆動輪を枢支するリアフレームが揺動自在に連結され、かつ該メインフレームの上方には乗員用のシートが配設される燃料電池車両における吸気系部材の配置構造において、
   水素と空気とを燃料として車両の駆動源である電動機に対する供給電力を生成する燃料電池と、外気を吸入し圧縮して出力する過給器と、該過給器で圧縮された空気を加湿して前記燃料電池に対して供給する加湿器と、前記過給器の出力側と前記燃料電池との間を連結して前記加湿器をバイパスするバイパス通路と、該バイパス通路の開閉を行うバイパスバルブとを備え、
   前記バイパスバルブは、前記過給器と前記加湿器とを結ぶ直線よりも外側に配置されると共に、前記過給器及び加湿器の近傍に配置されることを特徴とする燃料電池車両における吸気系部材の配置構造。
4. 前記過給器、加湿器、及びバイパスバルブは、前記シートの下方でかつ前記リアフレームの上方に位置する空間内に配置されることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池車両における吸気系部材の配置構造。
   
   

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