JP6723891B2 - 鞍乗り型車両 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池を備える鞍乗り型車両に関する。

燃料電池を備える鞍乗り型車両は一般に知られる。例えば特許文献１に記載されるように、鞍乗り型車両は、水素および大気中の酸素の化学反応に基づき電力を生成する燃料電池を備える。燃料電池はカウルの内側に収まる。カウルの側面に空気の取り入れ口は開口する。燃料電池の下方に冷却ファンは配置される。冷却ファンは、燃料電池の上方から取り入れられた、燃料と反応させるための空気を燃料電池の下方に導くことにより燃料電池を冷却するとともに、燃料電池を冷却した後の温かい排風を燃料ボンベに向かって排出する。

特開２００９−７８６２２号公報

スタックに対して車両上方側に走行風取り入れ口があるため、スタックへの走行風の流れが悪くなり、さらに走行風取り入れ口の形状に工夫がなされていないため、スタックへの走行風は乱流状態で供給される。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、燃料電池を含む燃料電池ユニットに効率的に走行風を供給することができる鞍乗り型車両を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、ヘッドパイプでフロントフォークを操向可能に支持し、ピボット回りで揺動自在に後輪ユニットを支持する車体フレームと、前記ヘッドパイプの後方で前記車体フレームに支持されて、前向きに外気の取り入れ口を配置する空冷式の燃料電池ユニットと、前記取り入れ口に接続された吸気空間の前方を区画する車体カバーと備え、前記車体カバーは、前方から流入する走行風の向きを変える走行風通路を有する鞍乗り型車両が提供される。

また、前記走行風通路は、前記取り入れ口よりも後方に、前方に向かって前記走行風を案内する折り返し部を有する。

そして、前記車体カバーは、前記取り入れ口の前方を塞ぐ前壁と、前記前壁から車両後方に延びる側壁とを有し、前記側壁には、前記吸気空間に接続されて後方に向かって開口する左右の吸気口が区画され、前記折り返し部は、前記吸気口の後方で前記側壁に結合されて、前記吸気口を覆うとともに前方に向かって開口する走行風取り入れ口を形成する導風板を有する。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記導風板は車両前方に向かうにつれて外側に広がるように設けられる。

第３側面によれば、第１または第２側面の構成に加えて、前記側壁は、吸気口を形成する第１ガイド部を有するとともに、前記第１ガイド部は車両後方に向かうにつれて広がるように設けられる。

第４側面によれば、第３側面の構成に加えて、前記吸気口は前記取り入れ口よりも後方に位置する。

第５側面によれば、第４側面の構成に加えて、前記側壁は、燃料電池覆い部を有するとともに、前記燃料電池覆い部の前端は前記燃料電池ユニットに指向して折り曲げられる第２ガイド部を有する。

第６側面によれば、第１〜第５側面のいずれかの構成に加えて、導風板には、導風板の後端と前記吸気口との間で開口する開口が穿たれる。

第７側面によれば、第６側面の構成に加えて、前記開口は、前記導風板の上縁または下縁に偏って配置される。

第８側面によれば、第１〜第７側面のいずれかの構成に加えて、前記車体カバーには、前記車体カバーの前記前壁に区画される第２の吸気口を覆って、前方から前記第２の吸気口に向かって流入する走行風の向きを変える走行風通路を有するインレットカバーが設けられる。

第１側面によれば、鞍乗り型車両の走行中に、走行風は、進行方向前方から走行風通路に流入して、走行風通路から吸気空間に供給される。走行に応じて自然と空気は走行風通路に流れ込む。走行風通路は走行風の向きを変えながら吸気空間に向かって走行風を案内する。こうして燃料電池ユニットに効率的に走行風は供給される。

また、鞍乗り型車両の走行中に、走行風は、折り返し部で前方に向かって案内された後に取り入れ口から燃料電池ユニットに流入する。空気とともに水や塵埃が車体カバーの走行風通路から取り込まれるものの、折り返し部で気流の慣性力を受けて水や塵埃は折り返し部に留まる。こうして燃料電池ユニットへの水や塵埃の進入は防止される。さらに、乱流状態で入ってくる空気を折り返し部によって整流することで、効率的な導風が実現される。

また更に、車体カバーの側壁、側壁に区画される吸気口、および、導風板で折り返し部は形成されることができる。少ない部品点数で効果的に走行風は整流されることができる。

第２側面によれば、導風板は車両前方に向かうにつれて外側に広がるので、走行風の流入は促進される。

第３側面によれば、前方から流入する走行風は第１ガイド部の働きで外側に向かって吸気口を迂回し導風板の内側に沿って折り返し部に案内される。折り返し部から折り返す気流は第１ガイド部に案内されて効率的に吸気口に導入される。効率的な導風は実現される。

第４側面によれば、折り返し部から折り返す気流は吸気口から前方に流れ、取り入れ口前方の吸気空間に流入する。したがって、燃料電池ユニットへの水や塵埃の進入を抑制することができる。

第５側面によれば、第２ガイド部は、折り返し部から折り返す気流を効率的に吸気口に案内する。効率的な導風は実現される。燃料電池ユニットには多量の気流が導入されることができる。

第６側面によれば、導風板に沿って後方に流れる気流の一部は開口から外側に流出する。走行中に走行風から導風板に作用する風圧は弱められることができる。

第７側面によれば、開口と吸気口との重なりはできる限り回避されることができる。したがって、開口の存在に拘わらず、折り返し部から吸気口に向かって十分な流量の気流が流入することができる。

第８側面によれば、第２の吸気口は前向きに開放されるので、鞍乗り型車両の走行中に燃料電池ユニットに走行風は流れ込みやすい。そして、第２の吸気口はインレットカバーで覆われるので、前輪で跳ね上げられた水や塵埃は直接に吸気口に進入することはなく、燃料電池ユニットに対して水や塵埃の進入は防止される。

本発明の一実施形態に係る鞍乗り型車両すなわち自動二輪車の全体構成を概略的に示す側面図である。 車体カバーを外した状態で自動二輪車の全体像を概略的に示す側面図である。 図１の３−３線に沿った拡大水平断面図である。 拡大した導風板を示す自動二輪車の拡大側面図である。 図４に対応し、拡大した吸気口を示す自動二輪車の拡大側面図である。 前壁の吸気口を示す自動二輪車の拡大斜視図である。 図６に対応し、前壁の吸気口に装着されたインレットカバーを示す自動二輪車の拡大斜視図である。 インレットカバーの走行風通路を概略的に示す拡大部分斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

図１は本発明の一実施形態に係る鞍乗り型車両すなわち自動二輪車を概略的に示す。自動二輪車（鞍乗り型車両）１１は、車体フレーム１２と、車体フレーム１２に装着される車体カバー１３とを備える。車体フレーム１２は、フロントフォーク１４を操向可能に支持するヘッドパイプ１５と、該ヘッドパイプ１５から水平面に対して第１角度で後下がりに延びる左右１対のメインフレーム１６と、第１接続点１７ａでメインフレーム１６の後端に結合されて、メインフレーム１６の後端から下方に延びる左右１対のピボットフレーム１７と、ヘッドパイプ１５から水平面に対して第１角度よりも大きい第２角度で下方に向かって延びる左右１対のダウンフレーム１８と、ダウンフレーム１８の後端から延びて第１接続点１７ａよりも下方の第２接続点１７ｂでピボットフレーム１７に接続される左右１対のロアフレーム１９とを備える。フロントフォーク１４には車軸２１回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。

自動二輪車１１は後輪ユニット２２を備える。後輪ユニット２２は、水平方向に延びるピボット２３を介してピボットフレーム１７に連結される。後輪ユニット２２はピボット２３回りで上下方向に揺動自在にピボットフレーム１７に支持される。後輪ユニット２２の自由端にはピボット２３に平行な車軸２４回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。車体フレーム１２と後輪ユニット２２との間にはリアクッション２５が設置される。リアクッション２５の一端はピボット２３よりも上方でピボットフレーム１７に連結される。リアクッション２５は車体フレーム１２に対して後輪ユニット２２の揺動を規制する。後輪ＷＲから車体フレーム１２へ振動の伝達は抑制される。後輪ユニット２２は、後輪ＷＲに接続されて、供給される電力に基づき後輪ＷＲを駆動する電動機２６を備える。

自動二輪車１１は燃料供給アセンブリ２８を備える。燃料供給アセンブリ２８はピボットフレーム１７の上方でメインフレーム１６に連結される。燃料供給アセンブリ２８は、メインフレーム１６から後輪ＷＲの上側を後方に延びて乗員シート２９を支持するシートフレーム３１を備える。シートフレーム３１は、後述されるように、燃料電池ユニットからの排気を乗員シート２９の後方まで案内する排気ダクトの形状を兼ねたモノコック構造を有する。

シートフレーム３１は上体３１ａおよび下体３１ｂを備える。上体３１ａおよび下体３１ｂは相互に結合される。上体３１ａおよび下体３１ｂの結合面はメインフレーム１６から後端に広がる。上体３１ａ上に乗員シート２９が搭載される。乗員シート２９に乗員は跨がる。

車体カバー１３は、メインフレーム１６の上側に左右に共通に結合される上カバー３２と、メインフレーム１６の下側で個々のメインフレーム１６ごとに結合されるサイドカバー３３と、サイドカバー３３に結合される後端から前方に広がる導風板３４と、乗員シート２９の後方でシートフレーム３１に被さるリアカバー３５とを含む。上カバー３２は上方から２つのメインフレーム１６に跨がってメインフレーム１６に結合される。リアカバー３５はシートフレーム３１の後端に排気口を形成する。

図２に示されるように、車体フレーム１２には空冷式の燃料電池ユニット３６が搭載される。燃料電池ユニット３６はヘッドパイプ１５の後方で下方から左右１対のロアフレーム１９に支持される。ダウンフレーム１８は燃料電池ユニット３６の前方を延びる。燃料電池ユニット３６は地表に垂直で車両左右方向に広がる前向きの仮想平面３７に沿って外気の取り入れ口３８を配置する。燃料電池ユニット３６では水素および大気中の酸素の化学反応に基づき電力が生成される。燃料電池ユニット３６は酸素の供給および冷却にあたって取り入れ口３８から流入する大気を利用する。

車体カバー１３は、上カバー３２、サイドカバー３３、導風板３４およびリアカバー３５に加えて、サイドカバー３３および導風板３４に覆われるカバー本体３９を備える。カバー本体３９は車体フレーム１２に連結される。カバー本体３９は前壁３９ａと左右１対の側壁３９ｂとを有する。側壁３９ｂは第１ガイド部４９ｂと燃料電池覆い部４９ａからなり、第１ガイド部４９ｂは車両後方に向かって広がる。側壁３９ｂには左右の吸気口４１が区画される。

車体フレーム１２には円筒形状の燃料タンク４２が搭載される。燃料タンク４２は燃料電池ユニット３６に接続される調圧弁４３から後方に延びる。燃料タンク４２は高圧水素を貯蔵する。シートフレーム３１の下体３１ｂは下方から燃料タンク４２を支持する。燃料タンク４２はシートフレーム３１内に収容される。

車体フレーム１２には制御装置４４が搭載される。制御装置４４は燃料タンク４２よりも下方で後輪ＷＲの前方に配置される。制御装置４４は、燃料電池ユニット３６から供給される電力と、電動機２６に供給する電力とを制御する。

車体フレーム１２には二次電池４５が搭載される。二次電池４５は燃料電池ユニット３６の下方で制御装置４４の前方に並んで配置される。二次電池４５は制御装置４４の制御に応じて電力の充電および放電を実施する。

図３に示されるように、車体カバー１３は、前方から流入する走行風の向きを変える走行風通路４７を有する。走行風通路４７は、取り入れ口３８の前方に配置されるカバー本体３９の前壁３９ａで取り入れ口３８の前方に区画される吸気空間４８に接続される。吸気空間４８は取り入れ口３８に接続される。走行風通路４７は取り入れ口３８よりも後方に走行風の折り返し部４７ａを有する。折り返し部４７ａは前方に向かって走行風を案内する。折り返し部４７ａの形成にあたって、吸気口４１は吸気空間４８に通じながら後方に向かって開口する。導風板３４は吸気口４１の後方でカバー本体３９の側壁３９ｂに結合される。導風板３４は導入空間５１を挟んで吸気口４１に向き合いながら吸気口４１および側壁３９ｂの側方を車両前方に向かって広がる。導風板３４は、前方に向かって開口する走行風取り入れ口４７ｂを形成する。

側壁３９ｂは、燃料電池ユニット３６の側面を覆う燃料電池覆い部４９ａと、燃料電池覆い部４９ａの前方で吸気口４１を形成する第１ガイド部４９ｂとを有する。第１ガイド部４９ｂは、後方に向かうにつれて車幅方向外側に広がる。その一方で、側壁３９ｂには、吸気口４１の後縁から連続して、前方に向かうにつれて内方に変位して吸気空間４８に近づく第２ガイド部４９ｃが形成される。第２ガイド部４９ｃの前端と第１ガイド部４９ｂとの間に吸気口４１の開口は区画される。第２ガイド部４９ｃは、側壁３９ｂから連続して側壁３９ｂに一体に形成されてもよく、別部材として側壁３９ｂに取り付けられてもよい。

燃料電池ユニット３６は地表に垂直で車両左右方向に広がる後向きの仮想平面５２に沿って排出口５３を配置する。燃料電池ユニット３６では内蔵のファンユニットの働きで前述の取り入れ口３８から排出口５３に向かって筐体内を気流が流通する。

図４に示されるように、導風板３４には後端に沿って上下に２つの開口５４ａ、５４ｂが穿たれる。個々の開口５４ａ、５４ｂは導入空間５１に外部空間を接続する。開口５４ａ、５４ｂは、導風板３４の上縁３４ａおよび下縁３４ｂに偏って配置される。図５に示されるように、開口５４ａ、５４ｂは、導風板３４の後端と吸気口４１との間で開口する。導風板３４は、後端でカバー本体３９の側壁３９ｂに結合されるとともに、開口５４ａ、５４ｂよりも前側で例えばねじといった締結具５５でカバー本体３９の側壁３９ｂに結合される。

図６に示されるように、カバー本体３９の前壁３９ａの上部には第２の吸気口６３が区画される。吸気口６３は前向きに開放される。吸気口６３は吸気空間４８に通じる。図７に示されるように、吸気口６３の前方でカバー本体３９の前壁３９ａにはインレットカバー６４が取り付けられる。インレットカバー６４は前方から吸気口６３を覆う。インレットカバー６４は、前方に向かって開口する導入口６５を有する。走行中、インレットカバー６４には導入口６５から走行風が導入される。

図８に示されるように、インレットカバー６４は、導入口６５から繋がって、前方から流入する走行風の向きを変える走行風通路６６を有する。走行風通路６６は前述の吸気空間４８に接続される。走行風通路６６は、インレットカバー６４と前壁３９ａの前面との間に区画される通風空間６７を有する。通風空間６７は吸気口６３の下側で吸気口６３から下方に遠ざかるにつれて前方に向かって変位する傾斜壁６８で仕切られる。

インレットカバー６４には、導入口６５の上縁に形成されて、開口から後方に変位するにつれて下方に広がる整流板６９で区画される。整流板６９は導入口６５から取り込まれる気流を下向きに整流する。取り込まれた気流は前壁３９ａの傾斜壁６８に衝突した後に上方の吸気口６３に進入していく。

自動二輪車１１の走行中に、走行風は、進行方向前方から走行風通路４７に流入して、走行風通路４７から吸気空間４８に供給される。走行に応じて自然と空気は走行風通路４７に流れ込む。走行風通路４７は走行風の向きを変えながら吸気空間４８に向かって走行風を案内する。こうして燃料電池ユニット３６に効率的に走行風は供給される。

しかも、走行風通路４７は、取り入れ口３８よりも後方に、前方に向かって走行風を案内する折り返し部４７ａを有する。自動二輪車１１の走行中に、走行風は、折り返し部４７ａで前方に向かって案内された後に取り入れ口３８から燃料電池ユニット３６に流入する。空気とともに水や塵埃が車体カバー１３の走行風通路４７から取り込まれるものの、折り返し部４７ａで気流の慣性力を受けて水や塵埃は折り返し部４７ａに留まる。こうして燃料電池ユニット３６への水や塵埃の進入は防止される。さらに、乱流状態で入ってくる空気を折り返し部４７ａによって整流することで、効率的な導風が実現される。

本実施形態では、車体カバー１３の側壁３９ｂ、側壁３９ｂに区画される吸気口４１、および、導風板３４で折り返し部４７ａは形成される。少ない部品点数で効果的に走行風は整流されることができる。導風板３４は車両前方に向かうにつれて外側に広がるので、走行風の流入は促進される。

第１ガイド部４９ｂは、前端で前壁３９ａに接続されて、後方に向かうにつれて吸気空間４８から外方に遠ざかって、後端と燃料電池覆い部４９ａとの間に吸気口４１を区画する。前方から流入する走行風は第１ガイド部４９ｂの働きで外側に向かって吸気口４１を迂回し導風板３４の内側に沿って折り返し部４７ａに案内される。折り返し部４７ａから折り返す気流は第１ガイド部４９ｂに案内されて効率的に吸気口４１に導入される。効率的な導風は実現される。

吸気口４１は取り入れ口３８よりも後方に位置する。折り返し部４７ａから折り返す気流は吸気口４１から前方に流れ、取り入れ口３８前方の吸気空間４８に流入する。したがって、燃料電池ユニット３６への水や塵埃の進入は確実に防止される。乱流状態で入ってくる空気を折り返し部４７ａによって整流することで、効率的な導風が実現される。

燃料電池覆い部４９ａの前端は燃料電池ユニット３６に指向して折り曲げられる第２ガイド部４９ｃを有する。第２ガイド部４９ｃは、折り返し部４７ａから折り返す気流を効率的に吸気口４１に案内する。効率的な導風は実現される。燃料電池ユニット３６には多量の気流が導入されることができる。

導風板３４には、導風板３４の後端と吸気口４１との間で開口する開口５４ａ、５４ｂが穿たれる。導風板３４に沿って後方に流れる気流の一部は開口５４ａ、５４ｂから外側に流出する。走行中に走行風から導風板３４に作用する風圧は弱められることができる。例えば自動二輪車１１が横向きに寝かされた場合には、導風板３４の内側に存在する暖かい空気は開口５４ａ、５４ｂから外部空間に逃れることができる。導風板３４の高温化は抑制されることができる。

開口５４ａ、５４ｂは導風板３４の上縁３４ａまたは下縁３４ｂに近接して配置される。開口５４ａ、５４ｂと吸気口４１との重なりはできる限り回避されることができる。したがって、開口５４ａ、５４ｂの存在に拘わらず、折り返し部４７ａから吸気口４１に向かって十分な流量の気流が流入することができる。

車体カバー１３には、車体カバー１３の前壁３９ａに区画される吸気口６３を覆って、前方から吸気口６３に向かって流入する走行風の向きを変える走行風通路６６を有するインレットカバー６４が固定される。吸気口６３は前向きに開放されるので、自動二輪車１１の走行中に燃料電池ユニット３６に走行風は流れ込みやすい。そして、吸気口６３はインレットカバー６４で覆われるので、前輪ＷＦで跳ね上げられた水や塵埃は直接に吸気口６３に進入することはなく、燃料電池ユニット３６に対して水や塵埃の進入は防止される。

その他、前述の実施形態では、導風板３４は、サイドカバー３３とは別体に成形されてサイドカバー３３に特定の結合具の働きで結合されてもよく、サイドカバー３３から連続してサイドカバー３３と一体に成形されてもよい。

１１…鞍乗り型車両（自動二輪車）、１２…車体フレーム、１３…カバー本体、１４…フロントフォーク、１５…ヘッドパイプ、２２…後輪ユニット、２３…ピボット、３４…導風板、３４ａ…上縁、３４ｂ…下縁、３６…燃料電池ユニット、３８…取り入れ口、３９ａ…前壁、３９ｂ…側壁、４１…吸気口、４７…走行風通路、４７ａ…折り返し部、４８…吸気空間、４９ａ…燃料電池覆い部、４９ｂ…第１ガイド部、４９ｃ…第２ガイド部、５４ａ…開口、５４ｂ…開口、６３…第２の吸気口、６４…インレットカバー、６６…走行風通路。

Claims (8)

1. ヘッドパイプ（１５）でフロントフォーク（１４）を操向可能に支持し、ピボット（２３）回りで揺動自在に後輪ユニット（２２）を支持する車体フレーム（１２）と、
   前記ヘッドパイプ（１５）の後方で前記車体フレーム（１２）に支持されて、前向きに外気の取り入れ口（３８）を配置する空冷式の燃料電池ユニット（３６）と、
   前記取り入れ口（３８）に接続された吸気空間（４８）の前方を区画する車体カバー（１３）と、を備え、
   前記車体カバー（１３）は、前方から流入する走行風の向きを変える走行風通路（４７）を有し、
   前記走行風通路（４７）は、前記取り入れ口（３８）よりも後方に、前方に向かって前記走行風を案内する折り返し部（４７ａ）を有し、
   前記車体カバー（１３）は、前記取り入れ口（３８）の前方を塞ぐ前壁（３９ａ）と、前記前壁（３９ａ）から車両後方に延びる側壁（３９ｂ）とを有し、
   前記側壁（３９ｂ）には、前記吸気空間（４８）に接続されて後方に向かって開口する左右の吸気口（４１）が区画され、
   前記折り返し部（４７ａ）は、前記吸気口（４１）の後方で前記側壁（３９ｂ）に結合されて、前記吸気口（４１）を覆うとともに前方に向かって開口する走行風取り入れ口（４７ｂ）を形成する導風板（３４）を有することを特徴とする鞍乗り型車両。
2. 請求項１に記載の鞍乗り型車両において、前記導風板（３４）は車両前方に向かうにつれて外側に広がるように設けられる鞍乗り型車両。
3. 請求項１または２に記載の鞍乗り型車両において、前記側壁（３９ｂ）は、吸気口（４１）を形成する第１ガイド部（４９ｂ）を有するとともに、前記第１ガイド部（４９ｂ）は車両後方に向かうにつれて外側に広がるように設けられることを特徴とする鞍乗り型車両。
4. 請求項３に記載の鞍乗り型車両において、前記吸気口（４１）は前記取り入れ口（３８）よりも後方に位置することを特徴とする鞍乗り型車両。
5. 請求項４に記載の鞍乗り型車両において、前記側壁（３９ｂ）は、燃料電池覆い部（４９ａ）を有するとともに、前記燃料電池覆い部（４９ａ）の前端は前記燃料電池ユニット（３６）に指向して折り曲げられる第２ガイド部（４９ｃ）を有することを特徴とする鞍乗り型車両。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両において、導風板（３４）には、導風板（３４）の後端と前記吸気口（４１）との間で開口する開口（５４ａ、５４ｂ）が穿たれることを特徴とする鞍乗り型車両。
7. 請求項６に記載の鞍乗り型車両において、前記開口(５４ａ、５４ｂ)は、前記導風板（３４）の上縁（３４ａ）または下縁（３４ｂ）に偏って配置されることを特徴とする鞍乗り型車両。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両において、前記車体カバー（１３）には、前記車体カバー（１３）の前記前壁（３９ａ）に区画される第２の吸気口（６３）を覆って、前方から前記第２の吸気口（６３）に向かって流入する走行風の向きを変える走行風通路（６６）を有するインレットカバー（６４）が設けられることを特徴とする鞍乗り型車両。

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