JP2017081321A - 燃料電池二輪車のスイングアーム - Google Patents

Abstract

【課題】スイングアーム内にインバータを内蔵しつつ、インバータを効率的に冷却し、かつスイングアームの強度を高める燃料電池二輪車のスイングアームを提案する。【解決手段】燃料電池二輪車１のスイングアーム９は、後輪８を片持ち状に支持する中空なスイングアーム本体６５と、スイングアーム本体６５内に収容されるインバータ１８と、を備えている。スイングアーム本体６５は、後輪８の側面を臨む内側側面７５に設けられて、後輪８に同心な複数の円弧状の放熱フィン８１を有し、インバータ１８は、内側側面７５の裏面に接している。【選択図】 図４

Description

本発明は、燃料電池二輪車のスイングアームに関する。

スイングアームとしてのユニットケース内に後輪を駆動させる電動機と、電動機に供給される電力を制御する電力制御部と、を備える電動車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この電動車両は、電力制御部のケースに冷却フィンを設け、この冷却フィンをユニットケースの内側（後輪を臨む側）の窓部からユニットケースの外側へ露出させている。

冷却フィンは、走行風および後輪の回転によって発生する空気流を通過させやすいように上方から後方へ弧状に湾曲して並んでいる。

特開２００４−３５２２０８号公報

従来の電動車両は、ユニットケースの窓部から電力制御部のケースの冷却フィンを露出させているために、電力制御部が二重のケースに覆われた態様になっていて、重量面や費用面での無駄を生じてしまう。

また、スイングアームとしての役割を担うユニットケースに窓部を開口させることは、スイングアームの強度を低下させるため、大面積の窓部を開口させ難く、ひいては冷却フィンの面積を十分に確保することも難しくなる。

そこで、本発明は、スイングアーム内にインバータを内蔵しつつ、インバータを効率的に冷却し、かつスイングアームの強度を高める燃料電池二輪車のスイングアームを提案する。

前記の課題を解決するため本発明に係る燃料電池二輪車のスイングアームは、駆動輪を片持ち状に支持する中空なスイングアーム本体と、前記スイングアーム本体内に収容されるインバータと、を備え、前記スイングアーム本体は、前記駆動輪の側面を臨む壁面に設けられて、前記駆動輪に同心な複数の円弧状の放熱フィンを有し、前記インバータは、前記壁面の裏面に接している。

本発明によれば、スイングアーム内にインバータを内蔵しつつ、インバータを効率的に冷却し、かつスイングアームの強度を高める燃料電池二輪車のスイングアームを提供できる。

本発明の実施形態に係るスイングアームが適用される燃料電池二輪車の左側面図。 本発明の実施形態に係るスイングアームが適用される燃料電池二輪車の外装等を外した状態を示す左側面図。 本発明の実施形態に係るスイングアームが適用される燃料電池二輪車の外装等を外した状態を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの斜視図。 本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの斜視図。 本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの斜視図。 本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの左側面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの右側面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの横断面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの他の例の斜視図。

以下、本発明に係る燃料電池二輪車のスイングアームの実施の形態について、図１から図１０を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るスイングアームが適用される燃料電池二輪車の左側面図である。

図２は、本発明の実施形態に係るスイングアームが適用される燃料電池二輪車の外装等（カバーやシート）を外した状態を示す左側面図である。

図３は、本発明の実施形態に係るスイングアームが適用される燃料電池二輪車の外装等（カバーやシート）を外した状態を示す斜視図である。

なお、本実施形態における前後上下左右の表現は、燃料電池二輪車１の搭乗者を基準にする。図１から図３中の実線矢印Ｆは燃料電池二輪車１の前方を表し、実線矢印Ｒは燃料電池二輪車１の後方を表している。

図１から図３に示すように、本実施形態に係る電動二輪車としての燃料電池二輪車１は、燃料電池２で発電し、この電力でモータ３を駆動させて走行する車両である。また、燃料電池二輪車１は、スクータ型の自動二輪車である。

燃料電池二輪車１は、前後に延びる車体５と、操舵輪としての前輪６と、前輪６を操舵自在に支えるステアリング機構７と、駆動輪としての後輪８と、後輪８を上下方向へ揺動自在に支えるスイングアーム９と、後輪８の駆動力を発生させるモータ３と、を備えている。

車体５は、車両の前後に延びるフレーム１１と、フレーム１１を覆う外装１２と、フレーム１１後半部の上方に配置されるシート１３と、を備えている。

また、車体５は、燃料電池２と、燃料電池２で発電に使用される燃料としての水素の高圧ガスを貯蔵する燃料タンク１５と、燃料電池２の電力を補助する二次電池１６と、燃料電池２の出力電圧の調整と燃料電池２および二次電池１６の電力の分配を制御する電力管理装置１７と、電力管理装置１７が出力する直流電力を三相交流電力に変換してモータ３へ出力し、モータ３を運転するインバータ１８と、これらを統括的に管理する車両コントローラ１９と、を備えている。

燃料電池二輪車１のパワートレインは、燃料電池２および二次電池１６を有し、車両の走行状態、燃料電池２の発電状態、二次電池１６の蓄電状態によって各電池の電力を適宜に使うシステムである。また、燃料電池二輪車１は、減速する際にモータ３で回生電力を発生させる。車両の電源である二次電池１６および燃料電池２は、インバータ１８に並列に接続されてモータ３へ電力を供給する。二次電池１６は、燃料電池二輪車１が減速する際にモータ３で発生する回生電力および燃料電池２が発電する電力を蓄える。

フレーム１１は、複数の鋼鉄製中空管を一体に組み合わせたものである。フレーム１１は、前端上部に配置されるヘッドパイプ２１と、ヘッドパイプ２１の中央部から後ろ下がりに傾斜して延びる上部ダウンフレーム２２と、ヘッドパイプ２１の下方に配置され、後ろ下がりに傾斜して延びる下部ダウンフレーム２３と、左右一対の下部フレーム２４と、左右一対の上部フレーム２５と、ピボット軸２６と、上ブリッジフレーム２７と、下ブリッジフレーム２８と、ガードフレーム２９と、搭載機器保護フレーム３０と、を備えている。

ヘッドパイプ２１は、ステアリング機構７を操舵自在、つまり車両の左右方向へ揺動自在に支持している。

左右一対の下部フレーム２４は、下部ダウンフレーム２３の左右に配置され、ヘッドパイプ２１の下部に接続されている。また、左右一対の下部フレーム２４は、ヘッドパイプ２１との接続部分から下部ダウンフレーム２３に沿って略平行に、かつ後ろ下がりに傾斜して延びる前側傾斜部分と、傾斜部分の下端で後方に向かって湾曲する前側の湾曲部分と、前側の湾曲部分の後端から略水平に車体５の後方へ向かって車体５の中央部分（車両の前後方向で中央部分）に達するまで直線状に延びる直線部分と、を有している。さらに、左右一対の下部フレーム２４は、直線部分の後端部から後上方に向けて湾曲する後ろ側の湾曲部分と、この後ろ側の湾曲部分の上端部から後ろ上がりに傾斜して延びる後側傾斜部分を経て上部フレーム２５に接続される上下フレーム接合部と、を有している。なお、左右の下部フレーム２４の間隔は、上部フレーム２５の間隔よりも広い。

また、左右それぞれの下部フレーム２４は、前側の湾曲部分の外側に搭乗者が足を置くフットボード３１を下方から支持するフットレストブラケット３１ａを備えている。

車体５の左側に配置される下部フレーム２４は、サイドスタンドブラケット（図示省略）を備えている。サイドスタンドブラケット（図示省略）には、燃料電池二輪車１を左側へ傾けた状態で自立させるサイドスタンド（図示省略）が設けられている。サイドスタンド３２は、燃料電池二輪車１を自立させる起立位置と、走行の妨げとならないよう車体５に添う収納位置との間を揺動する。

左右一対の上部フレーム２５は、車体５の前半部において下部フレーム２４の前側の傾斜部分の上下方向の中央部に接続されている。左右一対の上部フレーム２５は、下部フレーム２４の前側の傾斜部分との接続部分から車体５の後方に向かって略水平に延びる水平部分と、左右一対の上部フレーム２５の水平部分の後端であって、車体５の後半部、かつ後輪８の上方部分において後ろ上がりに大きく傾斜し、車体５の左右方向内側へ湾曲して後輪８の太さ（幅寸法）程度に接近する後端部と、を有している。

ピボット軸２６は、車体５の後半部において左右の上部フレーム２５間に架設されている。また、ピボット軸２６は、上部フレーム２５の下側、かつ上部フレーム２５と下部フレーム２４との合流部分（上下フレーム接合部）よりも後方であって、上部フレーム２５の水平部分と下部フレーム２４の後側傾斜部分とに接続されるブラケット２６ａに配置されている。

上ブリッジフレーム２７は、左右の上部フレーム２５の前端部に架設されている。上ブリッジフレーム２７は、左右の上部フレーム２５の間を実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて、左右の上部フレーム２５を連結している。

下ブリッジフレーム２８は、左右の下部フレーム２４の前側の屈曲部分に架設されている。下ブリッジフレーム２８は、左右の下部フレーム２４の間を実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて、左右の下部フレーム２４を連結している。

ガードフレーム２９は、左右の下部フレーム２４の後側の湾曲部分に架設されている。ガードフレーム２９は、左右の下部フレーム２４との接続部分から後下方に延びるとともに、フレーム１１の内部空間を拡大するように後ろ下がりのＵ字形状に延びている。ガードフレーム２９には、燃料電池二輪車１を直立状態で自立させるセンタースタンド３３が設けられている。センタースタンド３３は、燃料電池二輪車１を自立させる起立位置と、走行の妨げとならないよう車体５に添う収納位置との間を揺動する。

上部ダウンフレーム２２は、ヘッドパイプ２１と上ブリッジフレーム２７との間に架設されている。

下部ダウンフレーム２３は、左右の下部フレーム２４の上部の間で実質的に車両の左右方向へ直線状に延びて架設されるヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム３４の車両の左右方向中央部に接続される上端部と、下ブリッジフレーム２８の車両の左右方向中央部に接続される下端部とを有している。

搭載機器保護フレーム３０は、上部フレーム２５の後半部の上部に設けられている。搭載機器保護フレーム３０は、燃料電池２を燃料電池二輪車１の車体に支持している。また、搭載機器保護フレーム３０は、その一部を上部フレーム２５に着脱できる。

シート１３は、フレーム１１の後半部上方を覆って前後に延びている。シート１３はタンデム式であり、搭乗者を着座させる前半部１３ａと、同乗者を着座させる後半部１３ｂとを一体的に備えている。また、シート１３は、前半部１３ａと後半部１３ｂとの間に傾斜部１３ｃを備えている。

ここで、左右の上部フレーム２５および左右の下部フレーム２４で囲まれる空間をセンタートンネル領域３５と呼び、上部フレーム２５の後半部、外装１２およびシート１３で囲まれる空間を機器搭載領域３６と呼び、センタートンネル領域３５の後方かつ機器搭載領域３６の下方の空間をタイヤハウス領域３７と呼ぶ。

センタートンネル領域３５は、燃料タンク１５を収容している。本実施形態に係るスクータ型の燃料電池二輪車１では、センタートンネル領域３５は、搭乗者が足を乗せる左右のフットボード３１の間で、車両の前後方向に沿って配置され、フットボード３１の足載せ領域を左右に分断するようにフットボード３１から上方に隆起している。換言すると、センタートンネル領域３５の左右には、足載せ領域となるフットボード３１が配置され、左右のフットボード３１の間に燃料タンク１５が配置されている。

機器搭載領域３６は、車体５の前側から順に二次電池１６、電力管理装置１７、燃料電池２を収容している。機器搭載領域３６は、搭載機器保護フレーム３０によって前端部、中央部、後端部、および中央部から後端部に渡る側部を保護されている。

搭載機器保護フレーム３０は、機器搭載領域３６を囲んで機器搭載領域３６に搭載される機器を保護している。搭載機器保護フレーム３０は、機器搭載領域３６の前端部に配置されて左右の上部フレーム２５の間で上に凸のアーチ状に架設される前保護フレーム３０ａと、機器搭載領域３６の中央部であって、上部フレーム２５と下部フレーム２４との合流箇所よりも後ろ側に配置されて左右の上部フレーム２５の間で上に凸のアーチ状に架設される中央保護フレーム３０ｂと、機器搭載領域３６の後端部に配置されて左右それぞれの上部フレーム２５が内側に湾曲する部分に接続され、この湾曲部分から後ろ斜め上方へ延びる左右一対の後保護フレーム３０ｃと、中央保護フレーム３０ｂの左右それぞれから後方へ延びて後保護フレーム３０ｃの上端部に接続され、さらに車体５の後端部へ到達する左右一対の側部保護フレーム３０ｄと、左右の側部保護フレーム３０ｄの後端部に架設されるブラケット３０ｅと、を備えている。左右の上部フレーム２５は、前保護フレーム３０ａの下端が接合される箇所で屈曲して車両の後方に向かって間隔を拡げ、中央保護フレーム３０ｂの下端が接合される箇所で屈曲して車両の後方に延びている。このため、中央保護フレーム３０ｂは、前保護フレーム３０ａよりも幅が広く、高さも高い。後保護フレーム３０ｃおよび左右一対の側部保護フレーム３０ｄは一体化されている。また、後保護フレーム３０ｃおよび左右一対の側部保護フレーム３０ｄは、中央保護フレーム３０ｂおよび上部フレーム２５に着脱自在に連結されて燃料電池２を支持している。

タイヤハウス領域３７には後輪８が配置されている。

機器搭載領域３６とタイヤハウス領域３７との間には、それぞれの領域を分断する隔壁部材としてのリアフェンダ３８が設けられている。

外装１２は、車体５の前半部を覆うフロントレッグシールドカバー４１と、車体５の中央上部に配置されてセンタートンネル領域３５などの上部フレーム２５の上方を覆うフロントフレームカバー４２と、車体５の後半部に配置されて機器搭載領域３６などの車体５の側面のうちシート１３の下方部分を覆うフレームカバー４３と、を備えている。

フレームカバー４３は、シート１３とともに機器搭載領域３６を囲んでいる。機器搭載領域３６は、シート１３、フレームカバー４３およびリアフェンダ３８に囲まれる閉鎖的な空間である。機器搭載領域３６は、フレームカバー４３、もしくはリアフェンダ３８の適宜の箇所に設けられる通気孔（図示省略）によって、燃料電池２への空気の流れを容易、かつ確実に制御し、また冷却が必要な装置へ冷却風としての空気の流れを容易、かつ確実に制御している。なお、機器搭載領域３６は、各カバーの継ぎ目などから空気が入り込むことを許容する。

ステアリング機構７は、車体５の前方に配置されて、フレーム１１のヘッドパイプ２１を中心に左右方向へ揺動し前輪６の操舵を可能にする。ステアリング機構７は、頂部に設けられるハンドル４５と、ハンドル４５と前輪６とを連結し、若干後傾して上下に延びる左右一対のフロントフォーク４６と、を備えている。左右のフロントフォーク４６は、弾性的に伸縮自在なテレスコピック構造を備えている。左右のフロントフォーク４６の下端部には、前輪６を回転自在に支持する車軸（図示省略）が架設されている。前輪６の上方には、フロントフェンダ４７が配置されている。フロントフェンダ４７は、左右のフロントフォーク４６の間にあって、フロントフォーク４６に固定されている。

前輪６は、左右のフロントフォーク４６の下端部に架設されている車軸の周りに回転自在な従動輪である。

スイングアーム９は、車体５の左右へ延びている回転中心としてのピボット軸２６の周りに上下方向へ揺動する。スイングアーム９は、車体５の左右で前後方向に延びる一対のアーム部の間に後輪８を回転自在に支持している。フレーム１１とスイングアーム９との間には、リアサスペンション４８が架設されている。リアサスペンション４８の上端部は、上部フレーム２５の後端部に揺動自在に支持されている。リアサスペンション４８の下端部は、スイングアーム９の後端部に揺動自在に取り付けられている。リアサスペンション４８は、スイングアーム９の揺動を緩衝する。

またスイングアーム９は、後輪８を回転駆動させるモータ３と、燃料電池２から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ３へ供給するインバータ１８と、を収容している。

モータ３は、燃料電池２または二次電池１６から供給される電力によって後輪８を回転駆動させる。モータ３は、スイングアーム９の後部に収容されて、後輪８の車軸と同軸に配置されている。モータ３はスイングアーム９に一体的に組み付けられてユニットスイング式スイングアームを構成している。

インバータ１８は、スイングアーム９の前部に収容されて、ピボット軸２６とモータ３との間に配置されている。

後輪８は、モータ３から駆動力が伝達される車軸（図示省略）によって支えられる駆動輪である。

燃料電池２は、燃料と酸化剤とを反応させて発電する。燃料電池２は、燃料として高圧ガス、例えば水素ガスを使用し、酸化剤として空気中の酸素を使用して発電し、空気を用いて冷却する空冷式燃料電池システムである。

燃料電池２は、機器搭載領域３６の後半側に配置されている。さらに具体的には、燃料電池２は、シート１３の前半部１３ａと後半部１３ｂとの間の傾斜部から後半部１３ｂの下方に渡って配置されている。つまり、車両の側面視で、燃料電池２は、同乗者を着座させるシート１３の後半部１３ｂと後輪８やスイングアーム９との間に配置されている。

燃料電池２は、車体５の前後方向に延びる長辺を有する直方体形状であって、吸気口２ａが配置される正面を前斜め下方へ向け、排気口２ｂが配置される背面を後ろ斜め上方へ向ける姿勢で機器搭載領域３６に配置されている。つまり、燃料電池２は、前方側が後方側よりも下方に位置する前傾姿勢でフレーム１１に固定されている。詳細には、燃料電池２の上部は搭載機器保護フレーム３０に固定され、燃料電池２の下部は上部フレーム２５に固定されている。

燃料電池２は、正面側から背面側へ向かって連結される扁平な複数のモジュールを含んでいる。具体的には、燃料電池２は、正面側から順に積層状態に重ねられて連結されるフィルタ（図示省略）、吸気シャッタ（図示省略）、燃料電池スタック（図示省略）、ファン（図示省略）、排気シャッタ（図示省略）を有している。燃料電池２の天面には、燃料電池用制御部（図示省略）が設けられている。

吸気シャッタは、開閉自在な空気の吸気口２ａを有し、吸気口２ａを開閉して燃料電池スタックへの空気の導入量を制御することができるとともに、吸気口２ａを閉じて燃料電池２内で空気を循環させる循環経路を形成することができる。排気シャッタは、開閉自在な空気の排気口２ｂを有し、排気口２ｂを閉じて燃料電池２内で空気を循環させる循環経路を形成することができる。換言すると、燃料電池２は、正面に開閉可能な吸気口２ａを有し、背面に開閉可能な排気口２ｂを有し、吸気口２ａと排気口２ｂを閉じることで燃料電池２内の空気を循環させることができる。

燃料電池スタックは、吸気口から吸い込まれる空気に含まれる酸素と燃料タンク１５から供給される水素とを電気化学反応させて発電し、発電後に湿潤な余剰ガスを生成する。

ファンは、機器搭載領域３６内の空気を吸気口から燃料電池２内に吸い込むための吸込負圧を発生させる一方で、燃料電池スタックから余剰ガスを吸い出して排気口から排気する。ファンが流動させる空気の流れは、燃料電池スタックで発電に用いられる他に、燃料電池２の冷却に利用される。

燃料電池２の後方には、排気ダクト５２が設けられている。燃料電池２のファンは、余剰ガスを燃料電池スタックから吸い出して排気ダクト５２へ排気する。排気ダクト５２の前端部は、燃料電池２の箱体（詳細には、排気シャッタの枠体）に気密に接続されている。排気ダクト５２は、車体５の後端で後下方と後上方に向かって開口される排気口５２ａを有している。排気ダクト５２は、燃料電池２のファンから吐出される排気（余剰ガス）を、排気口５２ａへ導いて車体５の後方へ排出する。

排気ダクト５２の排気口５２ａは、燃料電池２の排気面（背面）よりも上方であって、望ましくは排気ダクト５２の後方上端部に配置されている。詳細には、燃料電池２の排気口よりも高い位置に排気口５２ａの上縁部が配置されている。排気ダクト５２は、燃料電池２の排気面（背面）よりも上方に配置される排気口５２ａを有することによって、未反応の水素ガスを含む湿潤な余剰ガスを排気口５２ａに導いて車体５から確実に排気することができる。

燃料タンク１５は高圧圧縮水素貯蔵システムである。燃料タンク１５は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製の、あるいはアルミライナ製複合容器である圧力容器５５と、燃料充填口５６を有する燃料充填用継手５７と、燃料充填元弁５８と、遮断弁（図示省略）とレギュレータ（図示省略）とを一体的に有する燃料供給元弁５９と、を備えている。

圧力容器５５は、燃料電池２の燃料としての水素ガスを貯蔵するアルミライナ製複合容器である。燃料タンク１５は、例えば約７０ＭＰａの水素ガスを貯蔵する。圧力容器５５は、円筒形状の胴部と、胴部の前後の端面にドーム状の鏡板と、を有している。圧力容器５５は、円筒胴の中心線を車体５の前後方向へ沿わせてセンタートンネル領域３５内に配置されている。圧力容器５５は、一対の上部フレーム２５、一対の下部フレーム２４、下ブリッジフレーム２８、およびガードフレーム２９に周囲を囲まれて、燃料電池二輪車１の転倒や衝突による負荷に対して堅牢に保護されている。

また、圧力容器５５は、車体５の一方側の側部に配置される上部フレーム２５、例えば車体５の右側に配置される上部フレーム２５と、車体５の他方側の側部に配置される下部フレーム２４、例えば車体５の左側に配置される下部フレーム２４との間に架設されるクランプバンド６１によってセンタートンネル領域３５に支持されている。詳細には、圧力容器５５は、右側の上部フレーム２５と左側の下部フレーム２４との間に架設される下クランプバンド（クランプバンド６１の下半部）に載置され、上クランプバンド（クランプバンド６１の上半部）で締め付け挟持されている。なお、クランプバンド６１は、車体５の左側に配置される上部フレーム２５と、車体５の右側に配置される下部フレーム２４との間に架設されていても良い。

燃料充填用継手５７は、センタートンネル領域３５の外側、詳しくは後ろ上方であって、機器搭載領域３６の前端部に配置されている。燃料充填用継手５７は、二次電池１６よりも上方、あるいは真上に配置されている。燃料充填用継手５７は、搭載機器保護フレーム３０の前保護フレーム３０ａの上部と中央保護フレーム３０ｂの上部との間に架設される継手用ブラケット３０ｆに固定されている。燃料充填用継手５７は、燃料充填時に設備側の継手を車体の上方、かつ左側から差し込めるよう、車体５の上方、かつやや左側に向かって延びている。燃料充填用継手５７は、シート１３の前端部に設けられる燃料充填口用リッド６２によって覆い隠されている。燃料充填口用リッド６２は、ヒンジ機構（図示省略）を介してシート１３に支持されており、揺動することで開閉できる。燃料充填用継手５７は、燃料としての水素の高圧ガスを燃料タンク１５に導き入れる入口としての燃料充填口５６を有している。

燃料充填口５６は、燃料充填用継手５７の頂部に配置されている。また、燃料充填口５６は、車体５の左上方を向いている。燃料タンク１５に燃料を充填する際、燃料充填口用リッド６２を開放した状態において、燃料充填口５６の上方は、雰囲気に開放されている。したがって、高圧ガス（燃料、水素ガス）を燃料タンク１５に充填する際、仮に高圧ガス（燃料、水素ガス）が漏洩しても、漏洩燃料は滞留することなく燃料電池二輪車１の上方へ拡散する。

燃料充填元弁５８および燃料供給元弁５９は、一体化されて圧力容器５５の後方側の鏡板の頂部に設けられているタンクバルブ６３に内蔵されている。燃料供給元弁５９の遮断弁は、電磁弁を用いた開閉弁である。タンクバルブ６３は、ガードフレーム２９で囲まれた空間に配置されている。

二次電池１６は、箱状のリチウムイオン電池である。二次電池１６は、機器搭載領域３６の前端部であって、圧力容器５５の後半部、つまり円筒胴の後半部、および後方側の鏡板とシート１３の前半部１３ａとの間に配置されている。

なお、燃料電池二輪車１は、二次電池１６の他に、メータ類（図示省略）、ランプ類（図示省略）用の電源として、例えば１２Ｖ系の電力を供給する第２二次電池（図示省略）を備えている。第２二次電池は、ヘッドパイプ２１の周囲、例えば、ヘッドパイプ２１の右側の側方に配置されている。

また、仮に燃料充填口５６から燃料としての水素ガスが漏洩しても、空気より軽い水素ガスは上昇して、車内に滞留することなく車外に拡散する。また、仮に燃料充填元弁５８または燃料供給元弁５９から燃料としての水素ガスが漏洩しても、水素ガスはタイヤハウス領域３７に向かって移動して、車内に滞留することなく車外に拡散する。

電力管理装置１７は、機器搭載領域３６内で二次電池１６と燃料電池２との間に配置され、フレーム１１に固定されている。なお、電力管理装置１７は二次電池１６と同じ防水ケース内に配置されていても良い。

燃料電池二輪車１は、二次電池１６、電力管理装置１７、および燃料電池２を上述のように配置することによって、電気的な接続関係が隣り合う装置を極力近接する位置に配置することが可能であり、装置間の配線長を短く、配線に係る重量を軽くすることができる。

車両コントローラ１９は、燃料電池二輪車１内で比較的に高所となるヘッドパイプ２１の周囲、例えば、１２Ｖ系の電力を供給する第２二次電池の反対側にあたるヘッドパイプ２１の左側の側方に配置されている。

次いで、燃料電池二輪車１のスイングアーム９について詳しく説明する。

図４から図６は、本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの斜視図である。詳細には、左側のスイングアームの内側ケース半体の斜視図である。

図７は、本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの左側面図である。詳細には、左側のスイングアームの内側ケース半体の左側面図である。

図８は、本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの右側面図である。詳細には、左側のスイングアームの内側ケース半体の右側面図である。

図９は、本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの横断面図である。詳細には、左側のスイングアームの内側ケース半体の横断面図である。

図４から図９に示すように、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９は、後輪８を左側から支持する中空なスイングアーム本体６５と、スイングアーム本体６５内に収容される駆動ユニット６６と、モータ３の回転駆動力を減速して後輪８へ伝達する減速機６７と、を備えている。駆動ユニット６６は、インバータ１８およびモータ３を含んでいる。また、スイングアーム９は、スイングアーム本体６５の右側に取り付けられて後輪８を右側から支持するスイングアーム補助アーム（図示省略）を備えている。

スイングアーム本体６５は、車体５のピボット軸２６によって支えられるピボット部６８と、ピボット部６８の側方、ここでは左側方から後方へ延びて後輪８の左側方に到達する駆動ユニット収容部６９と、を備えている。

ピボット部６８は、フレーム１１の内側の幅いっぱいに拡がっている。側面視において、ピボット部６８は、ピボット軸２６を配置する左右に貫通した中空部構造のパイプ部７１を頂点にして下方へ拡がる三角形状の箱体であり、上下左右それぞれの壁部に重量軽減孔を有している。この重量軽減孔は、駆動ユニット６６への電源線や信号線の配線に使用されるとともに、配線の作業用孔としても活用される。また、ピボット部６８の右壁は、スイングアーム補助アーム（右側のアーム）の取付面である。ピボット部６８の右壁の後方隅角部には、スイングアーム補助アームを締め付け固定するネジ穴が形成されている。さらに、ピボット部６８の左壁は、後述する駆動ユニット収容部６９を区画する内側側面７５（壁面）の一部である。ピボット部６８の左壁は、駆動ユニット６６への電源線や信号線を通す孔を有している。

駆動ユニット収容部６９は、ピボット部６８に一体の内側ケース半体７２と、内側ケース半体７２を閉じる外側ケース半体７３と、を備えている。内側ケース半体７２と外側ケース半体７３とは、車両の左右方向に前後に延びる垂直な分割面で組み合わされている。

内側ケース半体７２は、後輪８の側面を臨む内側側面７５（壁面）を有して車両の左側方へ開く空間を区画している。

外側ケース半体７３は、車両の左側から内側ケース半体７２を閉じる蓋の役割を担っている。

なお、駆動ユニット収容部６９は、車両の右側に配置されていても良く、この場合、内側ケース半体７２および外側ケース半体７３の配置は左右で逆転し、後輪８との関係も左右で逆転する。

駆動ユニット収容部６９の後端部には、モータ３を収容するモータ室７６が区画されている。モータ室７６よりも前側でモータ室７６よりもピボット部６８に近い側にはインバータ室７７が区画されている。つまり、インバータ室７７は、モータ室７６とピボット部６８の間に配置されている。モータ室７６およびインバータ室７７は、内側ケース半体７２および外側ケース半体７３によって閉じられて外気の流入が制限されている。インバータ室７７の内面のうち、内側ケース半体７２の内側側面７５の内面となる裏面７８は平坦であり、インバータ１８の設置面（取付面）である。平坦な裏面７８とインバータ１８との間は放熱グリス（図示省略）で埋められていて、インバータ１８とスイングアーム本体６５との熱的な接続が図られている。

そして、スイングアーム本体６５は、後輪８の側面を臨む内側側面７５（壁面）に設けられて、後輪８の回転軸に同心な複数の円弧状の放熱フィン８１を有している。

それぞれの放熱フィン８１は、後輪８の回転中心軸からの距離を実質的な半径とする円弧状のフィンであって、内側側面７５に、ほぼ等間隔に並んでいる。放熱フィン８１は、内側側面７５から車両の幅方向で右側に配置される後輪８の側面に向かって突出している。

複数の放熱フィン８１は、スイングアーム本体６５の天面および底面の少なくともいずれかに連続して延びている。つまり、複数の放熱フィン８１は、インバータ室７７部分を区画するスイングアーム本体６５の天面の上側、およびスイングアーム本体６５の底面の下側の少なくともいずれかに、内側側面７５の右外面から回り込むように連続して延びている。

複数の放熱フィン８１は、後輪８の形状に準じて突出高さが異なるものを含んでいる。具体的には、放熱フィン８１は、後輪８に干渉しない程度の隙間を隔てつつ、隙間を実質的に一定に保って、後輪８の形状に準じて突出している。つまり、後輪８の外径側となる車両の前方側の放熱フィン８１は、後方側となる放熱フィン８１よりもその先端が車両の左右方向の中心線側に突出している。

また、スイングアーム９は、スイングアーム本体６５の天面および底面の少なくともいずれかに設けられて、隣り合う放熱フィン８１の端部を繋ぐ導風リブ８２を備えている。導風リブ８２は、上下方向に突出し、後輪８の回転によって生じる空気流が反対側に逃げることを抑制して後輪８側に配置された放熱フィン８１へ導く。なお、図９は、放熱フィン８１が天面および底面の両方に延長され、かつ導風リブ８２が天面および底面の両方に設けられている態様を示している。

導風リブ８２は、放熱フィン８１と同程度の高さで上下方向に突出するとともに、車両の前後方向に沿って延び、放熱フィン８１間の空間の端に接続されている。

また、スイングアーム９は、内側側面７５の放熱フィン８１に重なる位置に配置され、インバータ１８をスイングアーム本体６５に固定する締結部材（図示省略）が締め付けられるボス８３を備えている。ボス８３は、その内部にインバータ室７７の内部空間のみに開口し車両の左右方向を軸とするネジ穴を有している。つまり、ボス８３は、放熱フィン８１の一部を厚くすることでネジ穴の体積を確保している。また、隣り合う放熱フィン８１がボス８３で連結されないように配置され、ボス８３が放熱フィン８１間の空気流の通路を遮断しないように配置されている。

インバータ１８は、内側ケース半体７２の内側側面７５の裏面７８に熱的に接続されている。インバータ１８は、後輪８の回転軸線方向視において、後輪８に重なる部分の方が大きくなるように配置されている。換言すれば、車両側面視にて、インバータ１８の大部分は、後輪８の側方投影領域内に重なっている。

減速機６７は、モータ室７６の内側側面の後輪８側の面に取り付けられている。減速機６７は、出力軸としての後輪車軸（図示省略）を備えている。後輪８は、後輪車軸に固定されている。

後輪８は、スイングアーム本体６５のピボット部６８の後方、かつ駆動ユニット収容部６９の右側方であって、車両の中心線上に配置されている。車両の側面視において、後輪８の左側面の一部には、スイングアーム本体６５の駆動ユニット収容部６９が重なり、この重なり部分にモータ３の全体とインバータ１８の大部分とが配置されている。

さらに、スイングアーム９は、内側ケース半体７２の内側側面７５の放熱フィン８１の他に、内側ケース半体７２の底面８５の下面にも複数の放熱フィン８６を備えている。

複数の放熱フィン８６は、内側ケース半体７２の底面８５の全域、つまりインバータ室７７からモータ室７６の底面全域に渡って設けられている。複数の放熱フィン８６は、車両の前後方向、つまり駆動ユニット収容部６９の長手方向に延びており、車両の左右方向、つまり駆動ユニット収容部６９の幅方向に整列している。また、複数の放熱フィン８６は、下方へ向かって突出している。

放熱フィン８６は、スイングアーム本体６５、具体的には内側ケース半体７２に一体的に設けられている。また、放熱フィン８６は、底面側の導風リブ８２に一体化されている。

本実施形態に係るスイングアーム９は、後輪８の回転（図８中の白抜き矢印）によって巻き込まれる空気流（図８中の破線矢印）を放熱フィン８１に沿って流れさせる。放熱フィン８１に沿って流れる空気流は、スイングアーム本体６５、特に内側ケース半体７２の放熱フィン８１を有する内側側面７５を冷却し、内側ケース半体７２の内側側面７５の裏面７８に接するインバータ１８から熱を奪う。放熱フィン８１を介してインバータ１８の熱を奪った空気流は、放熱フィン８１に沿ってスイングアーム９の底面側へ流出し、走行風や放熱フィン８６を通過する空気流によって車両の後方へと排出される。

放熱フィン８１は、後輪８の形状に倣って突出高さが異なり、後輪８との隙間が実質的に一定に保たれているため、後輪８の回転によって生じる空気流を確実に放熱フィン８１に接触させることができ、放熱フィン８１間を通過する空気流によって効率よくインバータ１８を冷却することができる。

後輪８の回転にともなって発生する空気流は、導風リブ８２によって整流されるため、放熱フィン８１間の空間へ円滑に流れ込み、また、円滑に排出される。

また、ボス８３を放熱フィン８１に重ねて配置することで、放熱フィン８１間を通過する空気流を遮ることもない。

次に、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９の他の例を説明する。なお、他の例で説明するスイングアーム９Ａにおいてスイングアーム９と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１０は、本発明の実施形態に係る燃料電池二輪車のスイングアームの他の例の斜視図である。詳細には、左側のスイングアームの内側ケース半体をタイヤ側（右側）の上方から見た斜視図である。

図１０に示すように、本実施形態に係るスイングアーム９Ａは、スイングアーム９の内側側面７５の上下縁部に、放熱フィン８１に交差して、または放熱フィン８１の端部に沿って、スイングアーム本体６５の前後方向に延びる補強リブ８８、８９を備えている。

補強リブ８８、８９は、後輪８の側面を臨む内側側面７５（壁面）に設けられて、後輪８へ近づく方向へ突出している。つまり、補強リブ８８、８９は、車両の左右方向に突出している。補強リブ８８、８９の突出高さは、後輪８に干渉しない範囲で放熱フィン８１よりも高い。補強リブ８８は、内側側面７５の上縁部に設けられ、放熱フィン８１の上端部に沿って放熱フィン８１の上端部を連結している。補強リブ８９は、内側側面７５の下縁部に設けられ、放熱フィン８１の下端部に沿って放熱フィン８１の下端部を連結している。さらに詳細には、補強リブ８８は、内側側面７５の上縁部で天面と平行に天面よりも低い位置に配置され、スイングアーム本体６５に一体に形成され、補強リブ８９は、内側側面７５の下縁部で底面と平行に底面よりも高い位置に配置され、スイングアーム本体６５に一体に形成されている。

補強リブ８８、８９も放熱フィン８１同様に、後輪８の形状に準じて突出高さが異なっている。具体的には、補強リブ８８、８９は、後輪８に干渉しない程度の隙間を隔てつつ、隙間を実質的に一定に保って、後輪８の形状に準じて突出している。特に、補強リブ８８は、駆動ユニット収容部６９の内側側面７５からピボット部６８の背面（後輪８側の面）に掛けて後輪８の前面を横切るように延びており、スイングアーム本体６５の形状の不連続部分を補強している。つまり、補強リブ８８、８９は、内側側面７５とピボット部６８の背面の左右方向の中央部を連結し、上面視Ｌ字状に結合されている内側ケース半体７２の内側側面７５とピボット部６８の隅角部を補強している。

さらに、補強リブ８８、８９は、放熱フィン８１の上端部または下端部に突き当たっている必要は無く、内側側面７５の中央側によっていても良い。また、補強リブ８８、８９は、放熱フィン８１の上端部、放熱フィン８１の下端部のいずれか一方のみであっても良いし、これら以外に放熱フィン８１の中程、つまり内側側面７５の上下方向の中央部で前後方向に延びるものであっても良い。

補強リブ８８、８９は、隣り合う放熱フィン８１の間の空間に繋がる導風口９１を有している。導風口９１は、後輪８の回転にともなって発生する空気流が通過する孔であって、スイングアーム９の導風リブ８２と同様に、後輪８の回転にともなって発生する空気流を整流して、放熱フィン８１間の空間へ円滑に導き、また、円滑に排出する。

本実施形態に係るスイングアーム９Ａは、補強リブ８８、８９を有して内側ケース半体７２の隅角部を補強するが、補強リブ８８、８９に形成された導風口９１によって後輪８の回転によって発生する空気流を放熱フィン８１に沿って流れさせる。放熱フィン８１に沿って流れる空気流は、スイングアーム本体６５、特に内側ケース半体７２の内側側面７５を冷却し、内側ケース半体７２の内側側面７５の裏面７８に接するインバータ１８から熱を奪う。放熱フィン８１を介してインバータ１８の熱を奪った空気流は、放熱フィン８１に沿ってスイングアーム９Ａの底面側へ流出し、走行風や放熱フィン８６を通過する空気流によって車両の後方へと排出される。

放熱フィン８１は、後輪８の形状に倣って突出高さが異なり、後輪８との隙間が実質的に一定に保たれているため、後輪８の回転によって生じる空気流を確実に放熱フィン８１に接触させることができ、放熱フィン８１間を通過する空気流によって効率よくインバータ１８を冷却することができる。

後輪８の回転にともなって発生する空気流は、補強リブ８８の導風口９１によって整流されるため、放熱フィン８１間の空間へ円滑に流れ込み、また、円滑に排出される。

また、ボス８３を放熱フィン８１の位置に重ねて配置することで、空気流を遮ることもない。

本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９、９Ａは、後輪８の側面を臨む内側側面７５に設けられて、後輪８に同心な複数の円弧状の放熱フィン８１を有することで、後輪８の回転によって生じる空気流の進行方向を大きく変更させずに、放熱フィン８１の間の空間を円滑に通過して、インバータ１８の熱を効率的に奪うことができる。

また、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９、９Ａは、従来の電動車両とは異なり、スイングアーム本体６５の内側側面７５のほぼ全面に渡って放熱フィン８１を設けることができるので、冷却性能が高い。

さらに、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９、９Ａは、従来の電動車両における窓部のようにスイングアーム本体６５に開口を必要とせず、スイングアーム本体６５の強度低下を招くことがない。

さらにまた、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９、９Ａは、従来の電動車両における窓部のようにスイングアーム本体６５に開口を必要とせず、当該開口から水分や塵が入り込んだりすることがなく、防水、防塵に優れている。

また、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９、９Ａは、後輪８の回転軸線方向視において、後輪８に重なる部分の方が大きくなる位置にインバータ１８を配置することで、インバータ１８の熱をより効率的に奪うことができる。

さらに、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９は、スイングアーム本体６５の天面および底面の少なくともいずれかに連続して延びる放熱フィン８１を備えることで、スイングアーム本体６５の強度を高め、特に内側ケース半体７２の分割面が口開きする態様の変形に対する剛性を向上できる。つまり、スイングアーム本体６５の天面および底面の少なくともいずれかに連続して延びる放熱フィン８１を備えることで、天面および底面の分割面側の端縁が相互に離れる態様の変形に対する剛性を向上できる。

さらにまた、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９は、隣り合う放熱フィン８１の端部を繋ぐ導風リブ８２を備えることによって、反対側に流れることを抑制して後輪８に巻き込まれる空気を円滑に放熱フィン８１の間へ導くことができる。

また、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９Ａは、放熱フィン８１に交差して、または放熱フィン８１の端部に沿って、スイングアーム本体６５の前後方向に延びる補強リブ８８、８９を備えることによって、片持ち状に延びるスイングアーム本体６５の捻り剛性や曲げ剛性を向上できる。

さらに、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９Ａは、隣り合う放熱フィン８１の間の空間に繋がる導風口９１を有するため、スイングアーム本体６５の補強とインバータ１８の冷却性能とを効率させて向上できる。また、放熱フィン８１の下端部に配置される補強リブ８９の導風口９１は、後輪８が跳ね上げる砂泥などの異物が放熱フィン８１の間に詰まることを防ぐ。

さらにまた、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９、９Ａは、放熱フィン８１に重ねて配置され、インバータ１８をスイングアーム本体６５に固定する締結部材を締め付けるボス８３を備えることによって、インバータ１８を駆動ユニット収容部６９の内側側面７５の裏面７８に固定しやすく、かつ放熱フィン８１の冷却性能を低下させることがない。

また、本実施形態に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９、９Ａは、後輪８の形状に準じて突出高さが異なる放熱フィン８１を含んでいるため、後輪８に巻き込まれる空気をより効率的に放熱フィン８１の間に導きことができる。

したがって、本発明に係る燃料電池二輪車１のスイングアーム９によれば、スイングアーム本体６５内にインバータ１８を内蔵しつつ、インバータ１８を効率的に冷却し、かつスイングアーム本体６５の強度を高めることができる。

１…燃料電池二輪車、２…燃料電池、２ａ…吸気口、２ｂ…排気口、３…モータ、５…車体、６…前輪、７…ステアリング機構、８…後輪、９…スイングアーム、１１…フレーム、１２…外装、１３…シート、１３ａ…前方部、１３ｂ…後方部、１５…燃料タンク、１６…二次電池、１７…電力管理装置、１８…インバータ、１９…車両コントローラ、２１…ヘッドパイプ、２２…上部ダウンフレーム、２３…下部ダウンフレーム、２４…下部フレーム、２５…上部フレーム、２６…ピボット軸、２６ａ…ブラケット、２７…上ブリッジフレーム、２８…下ブリッジフレーム、２９…ガードフレーム、３０…搭載機器保護フレーム、３０ａ…前保護フレーム、３０ｂ…中央保護フレーム、３０ｃ…後保護フレーム、３０ｄ…側部保護フレーム、３０ｅ…ブラケット、３０ｆ…継手用ブラケット、３１…フットボード、３１ａ…フットレストブラケット、３３…センタースタンド、３４…ヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム、３５…センタートンネル領域、３６…機器搭載領域、３７…タイヤハウス領域、３８…リアフェンダ、４１…フロントレッグシールドカバー、４２…フロントフレームカバー、４３…フレームカバー、４５…ハンドル、４６…フロントフォーク、４７…フロントフェンダ、４８…リアサスペンション、５２…排気ダクト、５２ａ…排気口、５５…圧力容器、５６…燃料充填口、５７…燃料充填用継手、５８…燃料充填元弁、５９…燃料供給元弁、６１…クランプバンド、６２…燃料充填口用リッド、６３…タンクバルブ、６５…スイングアーム本体、６６…駆動ユニット、６７…減速機、６８…ピボット部、６９…駆動ユニット収容部、７１…パイプ部、７２…内側ケース半体、７３…外側ケース半体、７５…内側側面、７６…モータ室、７７…インバータ室、７８…裏面、８１…放熱フィン、８２…導風リブ、８３…ボス、８５…底面、８６…放熱フィン、８８、８９…補強リブ、９１…導風口。

Claims (10)

1. 駆動輪を片持ち状に支持する中空なスイングアーム本体と、
   前記スイングアーム本体内に収容されるインバータと、を備え、
   前記スイングアーム本体は、前記駆動輪の側面を臨む壁面に設けられて、前記駆動輪に同心な複数の円弧状の放熱フィンを有し、
   前記インバータは、前記壁面の裏面に接している燃料電池二輪車のスイングアーム。
2. 前記インバータは、前記駆動輪の回転軸線方向視において、前記駆動輪に重なる部分の方が大きい請求項１に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。
3. 前記放熱フィンは、前記スイングアーム本体の天面および底面の少なくともいずれかに連続して延びている請求項１または２に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。
4. 前記スイングアーム本体の天面および底面の少なくともいずれかに設けられて、隣り合う前記放熱フィンの端部を繋ぐ導風リブを備える請求項３に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。
5. 前記スイングアーム本体は、前記放熱フィンに交差して、または前記放熱フィンの端部に沿って、前記スイングアーム本体の前後方向に延びる補強リブを備える請求項１に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。
6. 前記補強リブは、前記放熱フィンの上端部に沿って設けられている請求項５に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。
7. 前記補強リブは、前記放熱フィンの下端部に沿って設けられている請求項５に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。
8. 前記補強リブは、隣り合う前記放熱フィンの間の空間に繋がる導風口を有する請求項５から７のいずれか１項に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。
9. 前記放熱フィンに重ねて配置され、前記インバータを前記スイングアーム本体に固定する締結部材が締め付けられるボスを備える請求項１から８のいずれか１項に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。
10. 前記複数の放熱フィンは、前記駆動輪の形状に準じて突出高さが異なるものを含んでいる請求項１から９のいずれか１項に記載の燃料電池二輪車のスイングアーム。

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