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JP4771410B2 - Fuel cell motorcycle - Google Patents

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JP4771410B2
JP4771410B2 JP2005310363A JP2005310363A JP4771410B2 JP 4771410 B2 JP4771410 B2 JP 4771410B2 JP 2005310363 A JP2005310363 A JP 2005310363A JP 2005310363 A JP2005310363 A JP 2005310363A JP 4771410 B2 JP4771410 B2 JP 4771410B2
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pivot bearing
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Honda Motor Co Ltd
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  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、燃料電池自動二輪車に関し、特に、寸法および重量が比較的大きい燃料電池を車両に対して容易に搭載できるようにし、かつ車両の運動性能を向上させることができる燃料電池自動二輪車に関する。   The present invention relates to a fuel cell motorcycle, and more particularly, to a fuel cell motorcycle capable of easily mounting a fuel cell having a relatively large size and weight on a vehicle and improving the motion performance of the vehicle.

環境保護や化石燃料に代わるエネルギ資源の確保の見地から燃料電池が着目されるようになり、燃料電池で発生する電気エネルギを利用して駆動される燃料電池自動二輪車も知られるようになっている。例えば、特開2005−125840号公報には、搭乗者が着座するシートの周辺、搭乗者の足元部の下側、あるいはヘッドパイプに上端が取り付けられたダウンチューブの途中に燃料電池を配置した燃料電池自動二輪車が提案されている。
特開2005−125840号公報
From the viewpoint of environmental protection and securing energy resources to replace fossil fuels, fuel cells have attracted attention, and fuel cell motorcycles that are driven using the electrical energy generated by fuel cells are also known. . For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-125840 discloses a fuel in which a fuel cell is arranged around a seat on which a passenger sits, below a passenger's feet, or in the middle of a down tube having an upper end attached to a head pipe. Battery motorcycles have been proposed.
JP 2005-125840 A

大型の自動二輪車を駆動するためには大きい燃料電池を搭載する必要がある場合があり、運動性能つまり走行性能の観点からは上記特許文献1に一例として示されているようにシートの下方に燃料電池を配置することが考えられる。   In order to drive a large motorcycle, it may be necessary to mount a large fuel cell. From the viewpoint of motion performance, that is, traveling performance, as shown in Patent Document 1 as an example, the fuel is placed below the seat. It is conceivable to arrange a battery.

しかし、幅や高さが一定である単調な外観の車体フレーム構造において大きな燃料電池を配置すると車体フレーム全体が幅方向に拡張することになり、搭乗者の乗り降りや、足回りの自由度を確保できない。また、車体フレームには重量が大きい燃料電池を搭載するのにも十分に耐え得るフレーム強度を与えなければならない。さらに、自動二輪車の製造時やメンテナンス時に大型の燃料電池を車体に組み付けたり取り外したりする工程は簡素化されなければならない。   However, if a large fuel cell is placed in a body frame structure with a monotonous appearance with a constant width and height, the entire body frame will expand in the width direction, ensuring passengers to get on and off and freedom of suspension. Can not. In addition, the vehicle body frame must be provided with a frame strength that can sufficiently withstand a heavy fuel cell. Furthermore, the process of assembling and removing a large fuel cell from the vehicle body at the time of manufacturing and maintenance of the motorcycle must be simplified.

本発明の目的は、車両の運動性能を維持しつつ、重量物であり、かつ横幅寸法が大きい燃料電池を車体に容易に組み付け・取り外しできる燃料電池自動二輪車を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a fuel cell motorcycle that can easily assemble and remove a fuel cell that is heavy and has a large width dimension while maintaining the motion performance of the vehicle.

上記課題を解決するための本発明は、燃料電池自動二輪車において、ステアリング手段を支持するヘッドパイプから車両の後方左右に延びた上フレームおよび下フレームを有し、車両の横断面における前記各フレームが略矩形をなすように配置された籠型メインフレームを備え、前記上フレームおよび下フレームの、左右の配置間隔が、車両後方寄りで拡幅されており、かつ該左右に拡幅された上フレームおよび下フレームの後端部を含むメインフレームの後端部がクロス部材で縁取られて略矩形の開放部を形成しているとともに、前記上フレームの前記拡幅されている部分から上後方に延在して、前記開放部を形成している前記クロス部材の上辺部に接合されている補強部材をさらに備え、前記メインフレームの後端部に前記モータの保持部材を上下揺動自在に支持するピボット軸受が設けられ、前記燃料電池が、メインフレーム内の拡幅部で前記クロス部材に囲まれて前記ピボット軸受の前方に配置されている点に第1の特徴がある。 The present invention for solving the above-described problems includes an upper frame and a lower frame that extend from the head pipe supporting the steering means to the rear left and right of the vehicle in the fuel cell motorcycle. with the placed cage mainframe so as to form a substantially rectangular, of the upper frame and the lower frame, the arrangement interval of the right and left, are widened in a vehicle rearward, and the frame and a lower after being widened to the left and right The rear end portion of the main frame including the rear end portion of the frame is edged by a cross member to form a substantially rectangular open portion, and extends upward and rearward from the widened portion of the upper frame. , further comprising a reinforcing member that is joined to the upper portion of the cross member forming the opening portion, the holding of the motor in the rear end portion of the main frame A first feature is that a pivot bearing is provided to support the material so as to swing up and down, and the fuel cell is disposed in front of the pivot bearing surrounded by the cross member at a widened portion in the main frame. There is.

また、本発明は、前記拡幅部において、前記上下一対ずつのフレームのうち上下のフレーム同士がそれぞれ補強部材で連結されている点に第2の特徴がある。   Further, the present invention has a second feature in that, in the widened portion, the upper and lower frames of the pair of upper and lower frames are respectively connected by a reinforcing member.

また、本発明は、前記上下一対ずつ設けられたフレームのうち、上下フレームが後端で互いに会合し、該会合部に前記ピボット軸が配置されているとともに、前記クロス部材が、前記ピボット軸受同士を連結する第1クロスパイプと、前記上下一対ずつのフレームのうち上フレーム同士を連結する第2クロスパイプとからなる点に第3の特徴がある。 The present invention, among the frames the provided upper and lower pair by upper and lower frames are associated with one another at the rear end, said with pivot bearings is arranged The association unit, the cross member, the pivot bearing A third feature is that the first cross pipe connects each other and the second cross pipe connects the upper frames of the pair of upper and lower frames.

さらに、本発明は、前記第1クロスパイプが、前記ピボット軸受に両端を接合されているとともに、中間部が前記ピボット軸受より下方に湾曲しており、該湾曲部に燃料電池の底部を固定するための取付部材が設けられている点に第4の特徴がある。   Further, according to the present invention, both ends of the first cross pipe are joined to the pivot bearing, and an intermediate portion is curved downward from the pivot bearing, and the bottom portion of the fuel cell is fixed to the curved portion. There is a fourth feature in that a mounting member is provided.

上記第1の特徴を有する発明によれば、燃料電池は籠型メインフレームに収容されるので外力の影響を直接受けない。籠型メインフレームに対する燃料電池の積み込みまたは積み降ろしは、駆動モータの保持部材をピボット軸受から取り外すことで大きく開口したメインフレームの開放部を通して行うことができるので、燃料電池の据え付けや取り外しが簡単である。また、重量物である燃料電池をピボット軸受の近傍つまり車両の重量中心部に位置させることができるので、自動二輪車の運動性能を向上できる。さらに、メインフレームの拡幅部に燃料電池を配置できるので容量の大きい燃料電池を搭載することができる。   According to the invention having the first feature, the fuel cell is housed in the saddle-type main frame and thus is not directly affected by external force. The fuel cell can be loaded into or unloaded from the vertical mainframe through the mainframe opening, which is wide open by removing the drive motor holding member from the pivot bearing, making it easy to install and remove the fuel cell. is there. Further, since the heavy fuel cell can be positioned in the vicinity of the pivot bearing, that is, in the center of the weight of the vehicle, the motion performance of the motorcycle can be improved. Further, since the fuel cell can be disposed in the widened portion of the main frame, a fuel cell having a large capacity can be mounted.

第2の特徴を有する発明によれば、拡幅部を形成するフレームが補強部材で補強されるので、燃料電池に対する外力を確実に排除できる。   According to the invention having the second feature, since the frame forming the widened portion is reinforced by the reinforcing member, the external force on the fuel cell can be reliably eliminated.

第3の特徴を有する発明によれば、ピボット軸受の間が第1クロスパイプでつながれ、左右一対の上フレーム間は第2クロスパイプでつながれるので、左右クレーム間の補強がなされ、ピボット軸受間の寸法精度を維持できる。   According to the invention having the third feature, the pivot bearings are connected by the first cross pipe, and the pair of left and right upper frames are connected by the second cross pipe. The dimensional accuracy can be maintained.

第4の特徴を有する本発明によればピボット軸受からさらに低い位置に燃料電池を取り付けることができる。   According to the present invention having the fourth feature, the fuel cell can be mounted at a lower position than the pivot bearing.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る燃料電池自動二輪車の分解側面図である。燃料電池自動二輪車は電気化学反応で電気エネルギを発生させるための水素供給系、酸素供給系、およびセルスタック(電極、セパレータ、電解質等を含む)からなる燃料発電機システムを備える。本明細書では、セルスタックおよびこれを収容するケーシング(ケーシングに付属する部材を含む)を燃料電池と呼ぶ。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded side view of a fuel cell motorcycle according to an embodiment of the present invention. The fuel cell motorcycle includes a fuel generator system including a hydrogen supply system for generating electric energy through an electrochemical reaction, an oxygen supply system, and a cell stack (including electrodes, separators, electrolytes, and the like). In this specification, a cell stack and a casing (including a member attached to the casing) that accommodates the cell stack are referred to as a fuel cell.

図1において、燃料電池自動二輪車1は、ヘッドパイプ2に前部を接合されたメインフレーム3と、メインフレーム3の後部に接合されてさらに後方に延長されたリアフレーム4と、メインフレーム3の後部下方に設けられた軸受30に揺動自在に枢支されたスイングアーム5とを有する。ヘッドパイプ2にはステアリングステム(図示せず)が回動自在に支持され、このステアリングステムの下端には前輪6を支持するフロントフォーク7が結合される。ステアリングステムの上端にはステアリングバー8が結合される。メインフレーム3には、上端が結合されて斜め後下方に延びたリアクッション9が設けられ、リアクッション9の下端はスイングアーム5に結合されている。スイングアーム5には自動二輪車1の原動機である電気モータ10が設けられ、この電気モータ10で駆動される後輪軸11には後輪12が結合される。メインフレーム3とリアフレーム4との上部にはケース13に収容した制御装置つまりECU14が設けられる。乗員用のシート(図示せず)は、このケース13を覆うように設けられる。   In FIG. 1, a fuel cell motorcycle 1 includes a main frame 3 having a front portion joined to a head pipe 2, a rear frame 4 joined to a rear portion of the main frame 3 and further extended rearward, And a swing arm 5 pivotally supported by a bearing 30 provided below the rear part. A steering stem (not shown) is rotatably supported on the head pipe 2, and a front fork 7 that supports the front wheel 6 is coupled to the lower end of the steering stem. A steering bar 8 is coupled to the upper end of the steering stem. The main frame 3 is provided with a rear cushion 9 having an upper end coupled and extending obliquely rearward and downward, and a lower end of the rear cushion 9 is coupled to the swing arm 5. The swing arm 5 is provided with an electric motor 10 which is a prime mover of the motorcycle 1, and a rear wheel 12 is coupled to a rear wheel shaft 11 driven by the electric motor 10. On the upper part of the main frame 3 and the rear frame 4, a control device, that is, an ECU 14 housed in a case 13 is provided. A passenger seat (not shown) is provided so as to cover the case 13.

メインフレーム3は詳細を後述するように、全体形状がクレードル型つまり籠型に形成され、その籠型のメインフレーム3で囲まれた空間にはウォータポンプ15、過給器16、加湿器17、燃料電池18、およびVCU(電圧調節ユニット)19が収容される。具体的には、メインフレーム3内の前上部にウォータポンプ15が配置され、中央部下方に過給器16および加湿器17が配置され、過給器16および加湿器17の上方にVCU19が配置される。そして、燃料電池18は、メインフレーム3の最後部つまり軸受30の直前部でECU14つまりシートの下方に収容される。燃料電池18は側面視長方形のケースを有しており、この長方形が縦長になるように設置される。   As will be described in detail later, the main frame 3 is formed in a cradle type, that is, a bowl shape, and a space surrounded by the bowl-shaped main frame 3 includes a water pump 15, a supercharger 16, a humidifier 17, A fuel cell 18 and a VCU (voltage regulation unit) 19 are accommodated. Specifically, the water pump 15 is arranged at the front upper part in the main frame 3, the supercharger 16 and the humidifier 17 are arranged below the central part, and the VCU 19 is arranged above the supercharger 16 and the humidifier 17. Is done. The fuel cell 18 is housed in the ECU 14, that is, below the seat, at the rearmost part of the main frame 3, that is, immediately before the bearing 30. The fuel cell 18 has a rectangular case in side view, and is installed so that the rectangle is vertically long.

燃料電池18の下方にはキャッチタンク(気液分離器)20と希釈ボックス21が設けられる。また、メインフレーム3の前方には燃料電池18の冷却水用ラジエータ22が設けられ、ヘッドパイプ2の上方を囲むようにエアクリーナ23とラジエータ22のリザーブタンク22Aが設けられる。エアクリーナ23に導入された空気はエアフローセンサ24を経由して過給器16に給送され、加湿器17を経由して燃料電池18に供給される。燃料電池18に水素を供給する水素ボンベ25がリアフレーム4の左右両側に一対搭載される。水素ボンベ25内に充填された水素は後述するレギュレータで降圧された後、燃料電池18に供給される。フロントフォーク7を間にしてその左右両側には、縦長に配置された一対のバッテリ(例えば、Ni−MH電池)26が設けられる。   A catch tank (gas-liquid separator) 20 and a dilution box 21 are provided below the fuel cell 18. A cooling water radiator 22 for the fuel cell 18 is provided in front of the main frame 3, and an air cleaner 23 and a reserve tank 22 </ b> A for the radiator 22 are provided so as to surround the head pipe 2. The air introduced into the air cleaner 23 is supplied to the supercharger 16 via the air flow sensor 24 and supplied to the fuel cell 18 via the humidifier 17. A pair of hydrogen cylinders 25 for supplying hydrogen to the fuel cell 18 are mounted on the left and right sides of the rear frame 4. The hydrogen filled in the hydrogen cylinder 25 is supplied to the fuel cell 18 after being reduced in pressure by a regulator described later. A pair of batteries (for example, Ni-MH batteries) 26 that are arranged vertically are provided on the left and right sides of the front fork 7.

燃料電池18では、燃料極(マイナス極)の働きにより、水素ボンベ25から供給された水素から電子が切り離され、電子が切り離された水素イオンは電解質を通り空気極(プラス極)に移動する。一方、水素から切り離された電子が空気極に戻るように回路が設けられ、空気極では空気中の酸素および戻ってきた電子が反応して水蒸気が発生する。この反応により、外部回路を継続的に電子が移動し、電流が流れる。燃料電池18で発電した電力はバッテリ26に一旦蓄えられ、ここからモータ10に供給される。   In the fuel cell 18, electrons are separated from the hydrogen supplied from the hydrogen cylinder 25 by the action of the fuel electrode (minus electrode), and the hydrogen ions from which the electrons have been separated move to the air electrode (plus electrode) through the electrolyte. On the other hand, a circuit is provided so that electrons separated from hydrogen return to the air electrode, and oxygen in the air and the returned electrons react to generate water vapor at the air electrode. By this reaction, electrons continuously move in the external circuit, and current flows. The electric power generated by the fuel cell 18 is temporarily stored in the battery 26 and supplied to the motor 10 from here.

次に、メインフレームの詳細な構造と燃料電池のより具体的な配置を説明する。図2はメインフレームの左上後方から見た斜視図であり、図3は燃料電池を積んだ状態で左上前方から見たメインフレームの斜視図であり、図4は同上面図である。これらの図において、メインフレーム3はヘッドパイプ2の上部に一端が接合された一対の上フレーム31A,31Bを備える。上フレーム31A,31Bの前部はヘッドパイプ2の下部に接合された一対の補強パイプ32A,32Bと、上ブラケット33A、下ブラケット33Bと、下ブラケット33Bおよび上フレーム31A,31Bに接合された補強パイプ34A,34Bとで補強されている。 上フレーム31A,31Bはヘッドパイプ2から左右にそれぞれ拡張して、全体として下後方に延びるように形成される。上フレーム31A,31Bは、その中間部に水平部311,312を有し、この水平部311,312の後部は左右外方に屈曲された部分313,314を経て下方に延びている。   Next, a detailed structure of the main frame and a more specific arrangement of the fuel cell will be described. 2 is a perspective view of the main frame as viewed from the upper left rear, FIG. 3 is a perspective view of the main frame as viewed from the upper left front in a state where the fuel cells are stacked, and FIG. 4 is a top view of the main frame. In these drawings, the main frame 3 includes a pair of upper frames 31A and 31B having one end joined to the upper portion of the head pipe 2. The front portions of the upper frames 31A and 31B are a pair of reinforcing pipes 32A and 32B joined to the lower portion of the head pipe 2, the upper bracket 33A and the lower bracket 33B, and the reinforcement joined to the lower bracket 33B and the upper frames 31A and 31B. Reinforced with pipes 34A and 34B. The upper frames 31A and 31B are formed so as to extend from the head pipe 2 to the left and right, respectively, and extend downward and rearward as a whole. The upper frames 31A and 31B have horizontal portions 311 and 312 at intermediate portions thereof, and rear portions of the horizontal portions 311 and 312 extend downward through portions 313 and 314 bent outward in the left and right directions.

前記補強パイプ32A,32Bには上端が接合された下フレーム35A,35Bが設けられる。下フレーム35A,35Bは垂直部351,352とそれにつづく水平部353,354とを有し、水平部353,354の後部は左右外方に屈曲された部分を経て、さらに後方に延びている。   The reinforcement pipes 32A and 32B are provided with lower frames 35A and 35B whose upper ends are joined. The lower frames 35A and 35B have vertical portions 351 and 352 and subsequent horizontal portions 353 and 354, and the rear portions of the horizontal portions 353 and 354 extend further rearward through portions bent outward in the left and right directions.

上フレーム31A,31Bと下フレーム35A,35Bとが会合する後端部に、前記軸受30(30A,30B)が接合される。軸受30A,30Bには下方に湾曲したピボットクロスパイプ36の両端がそれぞれ接合される。上フレーム31A,31Bの後部には、上方に湾曲した上フレームクロスパイプ37の端部が接合される。また、上フレーム31A,31Bと上フレームクロスパイプ37とを接合する一対の補強パイプ38A,38B、並びに上フレーム31A,31Bと下フレーム35A,35Bとを接合する2対の補強パイプ39A,39B,39C,39Dが設けられる。さらに、下フレーム35A,35Bを互いに連結する下フレームクロスパイプ40A,40B が設けられる。   The bearing 30 (30A, 30B) is joined to the rear end where the upper frames 31A, 31B and the lower frames 35A, 35B meet. Both ends of a pivot cross pipe 36 curved downward are joined to the bearings 30A and 30B, respectively. End portions of the upper frame cross pipe 37 curved upward are joined to the rear portions of the upper frames 31A and 31B. Further, a pair of reinforcing pipes 38A and 38B that join the upper frames 31A and 31B and the upper frame cross pipe 37, and two pairs of reinforcing pipes 39A and 39B that join the upper frames 31A and 31B and the lower frames 35A and 35B, 39C and 39D are provided. Further, lower frame cross pipes 40A and 40B for connecting the lower frames 35A and 35B to each other are provided.

下フレーム35A,35Bには、搭乗者が足を置くためのフロアを支持するための支持パイプ41A,41Bがそれぞれ設けられる。支持パイプ41A,41Bの前部と、ヘッドパイプ2から左右に延びる補助パイプ42の両端とはそれぞれと前記バッテリ26の下部および上部に結合され、バッテリ26を支持する。   The lower frames 35A and 35B are respectively provided with support pipes 41A and 41B for supporting a floor on which a passenger puts his / her foot. The front portions of the support pipes 41 </ b> A and 41 </ b> B and both ends of the auxiliary pipe 42 extending left and right from the head pipe 2 are coupled to the lower portion and the upper portion of the battery 26 to support the battery 26.

フロアの支持パイプ41A,41Bの後端部は燃料電池18の取り付け用クロスパイプ43とともに、カラー43A、43Bを介して下フレーム35A,35Bに接続される。燃料電池18の取り付け用クロスパイプ43には、ステー44A,44Bが溶接されていて、一方、前記ピボットクロスパイプ36上にもステー45A,45Bが溶接されている。これらステー44A,44Bおよび45A,45Bに燃料電池18が載置されて固定される。さらに、上フレームクロスパイプ37には、リアクッション9の上端を支持するステー46やリアフレーム4を支持するステー47,48,49,50が溶接されている。ピボットクロスパイプ36の下部にはメインスタンドを支持する一対のブラケット51A,51Bが溶接される。   The rear ends of the support pipes 41A and 41B on the floor are connected to the lower frames 35A and 35B through the collars 43A and 43B together with the cross pipe 43 for mounting the fuel cell 18. Stays 44 </ b> A and 44 </ b> B are welded to the cross pipe 43 for attaching the fuel cell 18, while stays 45 </ b> A and 45 </ b> B are also welded to the pivot cross pipe 36. The fuel cell 18 is placed and fixed on these stays 44A, 44B and 45A, 45B. Further, a stay 46 that supports the upper end of the rear cushion 9 and stays 47, 48, 49, and 50 that support the rear frame 4 are welded to the upper frame cross pipe 37. A pair of brackets 51A and 51B for supporting the main stand are welded to the lower portion of the pivot cross pipe 36.

図5は、燃料電池18の冷却系統図である。全体として直方体の燃料電池18は下面には冷却水入口部材52が、上面には冷却水出口部材53が、それぞれ設けられる。冷却水入口部材52には冷却水導入管54が接続され、冷却水出口部材53には冷却水排出管55が接続される。なお、冷却水排出管55は燃料電池18の上部から車体前部に向かって設けられた下がり勾配部を有し、端部がウォータポンプ15に接続される。ウォータポンプ15はさらにラジエータ22の上部に接続される。   FIG. 5 is a cooling system diagram of the fuel cell 18. As a whole, the rectangular parallelepiped fuel cell 18 is provided with a cooling water inlet member 52 on the lower surface and a cooling water outlet member 53 on the upper surface. A cooling water inlet pipe 54 is connected to the cooling water inlet member 52, and a cooling water discharge pipe 55 is connected to the cooling water outlet member 53. The cooling water discharge pipe 55 has a downward slope portion provided from the upper part of the fuel cell 18 toward the front of the vehicle body, and an end thereof is connected to the water pump 15. The water pump 15 is further connected to the upper portion of the radiator 22.

冷却水導入管54は、サーモスタット57を経由してラジエータ22の下部に接続される。前記冷却水排出管55にはサーモスタット57に至る分岐管58が接続され、この分岐管58にはイオン交換器59が設けられる。なお、前記冷却水排出管55に下り勾配部を設けているので、燃料電池18で発生した気泡がこの勾配部上部に溜まりやすく、冷却水出口部材52に設けられるガス抜き孔から気泡を排出させやすい。   The cooling water introduction pipe 54 is connected to the lower part of the radiator 22 via a thermostat 57. A branch pipe 58 extending to the thermostat 57 is connected to the cooling water discharge pipe 55, and an ion exchanger 59 is provided in the branch pipe 58. Since the cooling water discharge pipe 55 is provided with a downward slope portion, bubbles generated in the fuel cell 18 are likely to accumulate on the upper portion of the slope portion, and the bubbles are discharged from the gas vent holes provided in the cooling water outlet member 52. Cheap.

図6は、図5の冷却系統図の模式図であり、図5と同符号は同一または同等部分を示す。ラジエータ22は、ウォータポンプ15を経由して導入された冷却水をサーモスタット57に直送するバイパス経路22Aを有していて、冷却水温度が低い始動時等にはサーモスタット57が開かれ、バイパス経路22Aを経由して燃料電池18へ冷却水を供給できるようにしている。燃料電池18は始動時など温度が低い状態では発電効率が低下するので、暖機運転ができるようにするためである。図6において、暖機運転時には、冷却水は点線矢印Bに沿って循環し、暖機終了後は冷却水は実線矢印Aに沿って循環する。   6 is a schematic diagram of the cooling system diagram of FIG. 5, and the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or equivalent parts. The radiator 22 has a bypass path 22A for directly sending the cooling water introduced via the water pump 15 to the thermostat 57. When the cooling water temperature is low, the thermostat 57 is opened and the bypass path 22A is opened. The cooling water can be supplied to the fuel cell 18 via The fuel cell 18 is for warm-up operation because the power generation efficiency decreases when the temperature is low, such as at the start. In FIG. 6, during the warm-up operation, the cooling water circulates along the dotted arrow B, and after the warm-up, the cooling water circulates along the solid arrow A.

図7は空気の供給系統図である。前記エアクリーナ23から取り込まれた外気は前記エアフローセンサ24を経由して、過給器16に給送されて圧力を高められ、過給排気管60を経由して点線矢印で示すように乾燥器61に送り込まれる。乾燥器61を鎖線矢印で示すように通過して乾燥された空気は加湿器17で加湿される。加湿された空気は加湿排気管62を経て連結管63から排出される。連結管63は乾燥空気を燃料電池18に供給できるよう、燃料電池18下面の空気導入管64(図5参照)に接続される。乾燥器61はバイパスバルブ65を経由して乾燥前の空気を前記連結管63に点線矢印の方向にバイパス給送するバイパス管66を備える。加湿器17を通した空気は温度低下して、燃料電池18での発電効率が低下するので、例えば始動時にはバイパスバルブ65を開いて乾燥器61および加湿器17を通さずに空気を直接燃料電池18に供給する。   FIG. 7 is an air supply system diagram. The outside air taken in from the air cleaner 23 is supplied to the supercharger 16 via the air flow sensor 24 to increase the pressure, and the dryer 61 passes through the supercharged exhaust pipe 60 as indicated by a dotted arrow. Is sent to. The air dried by passing through the dryer 61 as indicated by the chain line arrow is humidified by the humidifier 17. The humidified air is discharged from the connecting pipe 63 through the humidified exhaust pipe 62. The connection pipe 63 is connected to an air introduction pipe 64 (see FIG. 5) on the lower surface of the fuel cell 18 so that dry air can be supplied to the fuel cell 18. The dryer 61 includes a bypass pipe 66 that bypasses and feeds air before drying to the connecting pipe 63 in the direction of the dotted line arrow via a bypass valve 65. Since the temperature of the air that has passed through the humidifier 17 decreases and the power generation efficiency of the fuel cell 18 decreases, for example, at the time of start-up, the bypass valve 65 is opened and the air is directly passed through the fuel cell without passing through the dryer 61 and the humidifier 17. 18 is supplied.

燃料電池18から排出された使用済み空気は実線矢印で示すように空気戻り管67を経由して希液分離器69に導入される。燃料電池18からの排気は排気口68から希液分離器69へ導入される。希液分離器69で気液分離して抽出された水素は燃料電池18に循環して再使用されるが、再使用を続けると不純物濃度が高くなるので、時々排出する。排出される水素は希釈ボックス71に導入され、燃料電池18の排出空気で希釈される。希釈された水素はサイレンサ(後述)を経由して外気に放出される。燃料電池18のドレイン配管70から排出された水素も気液分離器69に導入される。   Spent air discharged from the fuel cell 18 is introduced into the dilute separator 69 via the air return pipe 67 as indicated by the solid arrow. Exhaust gas from the fuel cell 18 is introduced into the dilute separator 69 through the exhaust port 68. Hydrogen extracted by gas-liquid separation in the dilute separator 69 is circulated to the fuel cell 18 and reused. However, if the reuse is continued, the impurity concentration increases, and therefore it is sometimes discharged. The discharged hydrogen is introduced into the dilution box 71 and diluted with the exhaust air of the fuel cell 18. The diluted hydrogen is released to the outside air through a silencer (described later). Hydrogen discharged from the drain pipe 70 of the fuel cell 18 is also introduced into the gas-liquid separator 69.

図8は燃料つまり水素の供給系統図である。図8において、水素ボンベ(この例では2本のボンベ)26には、逆止弁を有する水素充填口74が設けられる。水素ボンベ25内の水素はインタンク電磁弁75を介して外部に取り出される。レギュレータユニット76は水素ボンベ25から供給された水素を降圧して適切な圧力に調整する複数のレギュレータ77,78を有する。レギュレータ77で固定された圧力値に調整され、レギュレータ78でさらに適正圧力値に調整する。レギュレータユニット76内には緊急時に動作する電磁遮断弁79および電磁弁79の補助弁として手動弁80を設けることができる。レギュレータユニット76から排出された水素はエジェクタ81で発生される負圧で吸引されて燃料電池18に給送される。   FIG. 8 is a supply system diagram of fuel, that is, hydrogen. In FIG. 8, the hydrogen cylinder (two cylinders in this example) 26 is provided with a hydrogen filling port 74 having a check valve. Hydrogen in the hydrogen cylinder 25 is taken out via the in-tank electromagnetic valve 75. The regulator unit 76 includes a plurality of regulators 77 and 78 that depressurize the hydrogen supplied from the hydrogen cylinder 25 and adjust it to an appropriate pressure. The pressure is adjusted to a pressure value fixed by the regulator 77, and further adjusted to a proper pressure value by the regulator 78. In the regulator unit 76, an electromagnetic shut-off valve 79 that operates in an emergency and a manual valve 80 as an auxiliary valve for the electromagnetic valve 79 can be provided. Hydrogen discharged from the regulator unit 76 is sucked by the negative pressure generated by the ejector 81 and fed to the fuel cell 18.

燃料電池18は電気化学反応後の排気を希液分離器69に供給する。希液分離器69で生じた水は希釈ボックス71を経由して排出され、水素は循環パイプ82を経由してエジェクタ81に戻される。また、電磁排気弁83を開いて純度の低下した水素を希釈ボックス71に供給し、排出空気と混合希釈して排出する。   The fuel cell 18 supplies the exhaust gas after the electrochemical reaction to the dilute separator 69. Water generated in the dilute separator 69 is discharged via the dilution box 71, and hydrogen is returned to the ejector 81 via the circulation pipe 82. Further, the electromagnetic exhaust valve 83 is opened to supply hydrogen having a reduced purity to the dilution box 71, and mixed with the discharge air and diluted and discharged.

燃料電池18を上記自動二輪車に搭載する手順を説明する。燃料電池18はメインフレーム3に搭載されるすべての装置および部品、すなわち過給器16、加湿器17、希液分離器69、および希釈ボックス71等を搭載した後、最後に搭載する。上述のように構成されたメインフレーム3は、車体後部寄りで幅方向および高さ方向にサイズが広がるように屈曲されている。したがって、上フレーム31A,31Bの屈曲部分313,314より後方は拡大された収容空間を構成している。そして、この収容空間の後方縁部、つまりピボットクロスパイプ36、上フレーム31A,31Bの後端部分および上フレームクロスパイプ37とで形成される略矩形の部分は車体後方に向けてメインフレーム3を大きく開口している。この開口部に隣接する車体前方の収容空間は燃料電池18を収容するのに好適な空間である。   A procedure for mounting the fuel cell 18 on the motorcycle will be described. The fuel cell 18 is mounted lastly after mounting all the devices and components mounted on the main frame 3, that is, the supercharger 16, the humidifier 17, the dilute separator 69, the dilution box 71, and the like. The main frame 3 configured as described above is bent so as to increase in size in the width direction and the height direction near the rear of the vehicle body. Therefore, the rear of the bent portions 313 and 314 of the upper frames 31A and 31B constitutes an enlarged storage space. The rear edge of the housing space, that is, the substantially rectangular portion formed by the pivot cross pipe 36, the rear end portions of the upper frames 31A and 31B, and the upper frame cross pipe 37 is directed toward the rear of the vehicle body. It has a large opening. A housing space in front of the vehicle body adjacent to the opening is a space suitable for housing the fuel cell 18.

したがって、燃料電池18を搭載するときには、前記開口部を通して車体後方側から前記収容空間に燃料電池18を押し入れる。このとき、燃料電池18は、取り付け用クロスパイプ43上のステー44A,44Bと、ピボットクロスパイプ36上のステー45A,45Bとに底部が面するように置かれる。そして、これらのステー44A,44B並びに45A,45Bを通したボルトによって、燃料電池18をメインフレーム3上に固定する。   Therefore, when the fuel cell 18 is mounted, the fuel cell 18 is pushed into the housing space from the rear side of the vehicle body through the opening. At this time, the fuel cell 18 is placed so that the bottom faces the stays 44A and 44B on the mounting cross pipe 43 and the stays 45A and 45B on the pivot cross pipe 36. Then, the fuel cell 18 is fixed on the main frame 3 with bolts passing through these stays 44A, 44B and 45A, 45B.

燃料電池18を搭載したならば、軸受30A,30Bの間にスイングアーム5最前部に設ける連結部を位置合わせし、図示しない連結ロッド(ピボット軸)を軸受30A,30Bとスイングアーム5の連結部を貫通させ、かつピボット軸の両端に、ピボット軸が軸受30A,30Bから抜けないようにナット等を螺着させる。その後、上フレームクロスパイプ37とスイングアーム5との間にリアクッション9を取り付ける。   If the fuel cell 18 is mounted, a connecting portion provided at the foremost part of the swing arm 5 is positioned between the bearings 30A and 30B, and a connecting rod (pivot shaft) (not shown) is connected between the bearings 30A and 30B and the swing arm 5. And nuts or the like are screwed to both ends of the pivot shaft so that the pivot shaft does not come out of the bearings 30A and 30B. Thereafter, the rear cushion 9 is attached between the upper frame cross pipe 37 and the swing arm 5.

こうして、メインフレーム3の後部つまり運転者が着座するシートの下方であって、ピボット軸受30A,30Bの近傍に燃料電池1を収容することができる。メインフレーム3の後部は多くの補強パイプやフレームによって強度が増大されている部分であり、重量物である燃料電池18を堅固に支持かつ保護することができる。   In this way, the fuel cell 1 can be accommodated in the vicinity of the pivot bearings 30A and 30B at the rear of the main frame 3, that is, below the seat on which the driver is seated. The rear portion of the main frame 3 is a portion whose strength is increased by many reinforcing pipes and frames, and can firmly support and protect the heavy fuel cell 18.

また、燃料電池18のメンテナンス時には、スイングアーム5とリアクッション9とを取り外せばメインフレーム3の後部は大きく開口し、燃料電池18の取り外しも容易である。   Further, when the fuel cell 18 is maintained, if the swing arm 5 and the rear cushion 9 are removed, the rear portion of the main frame 3 is greatly opened, and the fuel cell 18 can be easily removed.

本発明の一実施形態に係る燃料電池自動二輪車の分解側面図である。1 is an exploded side view of a fuel cell motorcycle according to an embodiment of the present invention. メインフレームの左上後方から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the upper left back of the main frame. 燃料電池を積んだ状態で左上前方から見たメインフレームの斜視図である。It is the perspective view of the main frame seen from the upper left front in the state which loaded the fuel cell. 燃料電池を積んだ状態で左上前方から見たメインフレームの上面図である。It is the upper side figure of the main frame seen from the upper left front in the state which loaded the fuel cell. 燃料電池18の冷却系統図である。2 is a cooling system diagram of the fuel cell 18. FIG. 燃料電池の冷却系統を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the cooling system of the fuel cell. 空気の供給系統図である。It is an air supply system figure. 水素の供給系統図である。It is a supply system diagram of hydrogen.

符号の説明Explanation of symbols

1…自動二輪車、 2…ヘッドパイプ、 3…メインフレーム、 4…リアフレーム、 10…モータ、 14…ECU、 16…過給器、 17…加湿器、 18…燃料電池、 25…水素ボンベ、 26…バッテリ、 30…ピボット軸受、 31A,31B…上フレーム、 35A,35B…下フレーム、 36…ピボットクロスパイプ、 37…上フレームクロスパイプ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motorcycle, 2 ... Head pipe, 3 ... Main frame, 4 ... Rear frame, 10 ... Motor, 14 ... ECU, 16 ... Supercharger, 17 ... Humidifier, 18 ... Fuel cell, 25 ... Hydrogen cylinder, 26 ... battery, 30 ... pivot bearing, 31A, 31B ... upper frame, 35A, 35B ... lower frame, 36 ... pivot cross pipe, 37 ... upper frame cross pipe

Claims (4)

燃料電池(18)で発生する電力を電源とするモータ(10)で駆動される燃料電池自動二輪車において、
ステアリング手段を支持するヘッドパイプ(2)から車両の後方左右に延びた上フレーム(31A、31B)および下フレーム(35A、35B)を有し、車両の横断面における前記各フレームが略矩形をなすように配置された籠型メインフレーム(3)を備え、
前記上フレーム(31A、31B)および下フレーム(35A、35B)の、左右の配置間隔が、車両後方寄りで拡幅されており、かつ該左右に拡幅された上フレームおよび下フレームの後端部を含むメインフレーム(3)の後端部がクロス部材(36、37)で縁取られて略矩形の開放部を形成しているとともに、
前記上フレーム(31A、31B)の前記拡幅されている部分から上後方に延在して、前記開放部を形成している前記クロス部材(36、37)の上辺部に接合されている補強部材(38A、38B)をさらに備え、
前記メインフレーム(3)の後端部に前記モータ(10)の保持部材を上下揺動自在に支持するピボット軸受(30)が設けられ、
前記燃料電池(18)が、メインフレーム(3)内の拡幅部で前記クロス部材(36、37)に囲まれて前記ピボット軸受(30)の前方に配置されていることを特徴とする燃料電池自動二輪車。
In a fuel cell motorcycle driven by a motor (10) powered by electric power generated in the fuel cell (18),
The vehicle has an upper frame (31A, 31B) and a lower frame (35A, 35B) extending from the head pipe (2) supporting the steering means to the rear left and right of the vehicle. With a saddle-shaped main frame (3) arranged as follows:
The upper frame (31A, 31B) and of the lower frame (35A, 35B), the arrangement interval of the right and left, are widened in a vehicle rearward, and the rear end portion of the frame and the lower frame on which is widened in the left and right The rear end portion of the main frame (3) that is included is edged by a cross member (36, 37) to form a substantially rectangular open portion,
A reinforcing member that extends upward and rearward from the widened portion of the upper frame (31A, 31B) and is joined to the upper side of the cross member (36, 37) forming the open portion. (38A, 38B)
A pivot bearing (30) is provided at the rear end of the main frame (3) to support the holding member of the motor (10) so as to swing up and down.
The fuel cell (18) is disposed in front of the pivot bearing (30) by being surrounded by the cross members (36, 37) at the widened portion in the main frame (3). Motorcycle.
前記拡幅部において、前記上フレームおよび下フレーム同士がそれぞれ補強部材(39C、39D)で連結されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池自動二輪車。   2. The fuel cell motorcycle according to claim 1, wherein in the widened portion, the upper frame and the lower frame are connected to each other by a reinforcing member (39 </ b> C, 39 </ b> D). 前記上フレームおよび下フレーム同士が後端で互いに会合し、該会合部に前記ピボット軸受(30)が配置されているとともに、
前記クロス部材が、前記ピボット軸受同士を連結する第1クロスパイプ(36)と、
前記上フレーム同士を連結する第2クロスパイプ(37)とからなることを特徴とする請求項1記載の燃料電池自動二輪車。
The upper frame and the lower frame meet each other at the rear end, and the pivot bearing (30) is disposed at the meeting portion,
A first cross pipe (36) for connecting the pivot bearings to each other;
The fuel cell motorcycle according to claim 1, comprising a second cross pipe (37) for connecting the upper frames.
前記第1クロスパイプ(36)が、前記ピボット軸受(30A、30B)に両端を接合されているとともに、中間部が前記ピボット軸受(30A、30B)より下方に湾曲しており、該湾曲部に燃料電池(18)の底部を固定するための取付部材(45A、45B)が設けられていることを特徴とする請求項3記載の燃料電池自動二輪車。   The first cross pipe (36) is joined at both ends to the pivot bearing (30A, 30B), and an intermediate portion is curved downward from the pivot bearing (30A, 30B). The fuel cell motorcycle according to claim 3, further comprising an attachment member (45A, 45B) for fixing the bottom of the fuel cell (18).
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