JP2018052353A - 鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池スタックを支持する車体フレームを備えた鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造において、部品点数を削減する。
【解決手段】自動二輪車の燃料電池スタック固定構造２０において、車体フレーム５は、ヘッドパイプ５ａから後方に延びるとともに、燃料電池スタックの車幅方向外側に配置された左右一対のメインフレーム５ｂと、ヘッドパイプ５ａから後方に延びるとともに、左右一対のメインフレーム５ｂよりも下方に配置された左右一対のダウンフレーム５ｃと、少なくとも左右一対のダウンフレーム５ｃの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタックを固定するクロス部材３０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造に関する。

従来、燃料電池車両の燃料電池配置構造において、例えば特許文献１に開示されたものがある。これは、車体フレーム前部に設けられたヘッドパイプと車体フレーム後部に設けられた運転シートとの間の車体前部の位置に、燃料電池、燃料ボンベ及び二次電池を上下に重なる状態で配置したものである。燃料電池の車幅方向外方には、ヘッドパイプから後方に延びる左右一対のメインフレーム部材が設けられている。

特開２００９−７８６２４号公報

しかしながら、燃料電池の固定構造は具体的に開示されていない。そのため、燃料電池の固定構造において、部品点数を削減する上で改善の余地があった。

そこで本発明は、燃料電池スタックを支持する車体フレームを備えた鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造において、部品点数を削減することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、燃料電池スタック（１１）と、前記燃料電池スタック（１１）を支持する車体フレーム（５）と、を備えた鞍乗り型電動車両（１）の燃料電池スタック固定構造（２０）において、前記車体フレーム（５）は、ヘッドパイプ（５ａ）から後方に延びるとともに、前記燃料電池スタック（１１）の車幅方向外側に配置された左右一対のメインフレーム（５ｂ）と、前記ヘッドパイプ（５ａ）から後方に延びるとともに、前記左右一対のメインフレーム（５ｂ）よりも下方に配置された左右一対のダウンフレーム（５ｃ）と、少なくとも前記左右一対のダウンフレーム（５ｃ）の車幅方向間を繋ぐとともに、前記燃料電池スタック（１１）を固定するクロス部材（３０）と、を備えることを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、前記クロス部材（３０）は、前記左右一対のメインフレーム（５ｂ）の車幅方向間を繋ぐとともに、前記燃料電池スタック（１１）を固定する上側クロス部材（３１）と、前記左右一対のダウンフレーム（５ｃ）の車幅方向間を繋ぐとともに、前記燃料電池スタック（１１）を固定する下側クロス部材（３２）と、を備えることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記ダウンフレーム（５ｃ）の下方に配置されるとともに、車両部品を収容する車両部品収容部（４０）と、前記車体フレーム（５）に取り付けられるとともに、前記車両部品収容部（４０）を支持する収容部支持部材（４１）と、を更に備えることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記クロス部材（３０）は、前記燃料電池スタック（１１）の上面又は下面を固定するプレート状の部材（３１ａ，３４）を含むことを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、前記クロス部材（３０）は、前記左右一対のメインフレーム（５ｂ）の車幅方向間を繋ぐ上側クロス部材（３１）と、前記左右一対のダウンフレーム（５ｃ）の車幅方向間を繋ぐ下側クロス部材（３２）と、を備え、前記上側クロス部材（３１）は、前記下側クロス部材（３２）よりも軽いことを特徴とする。
請求項６に記載した発明は、前記クロス部材（３０）は、前記左右一対のメインフレーム（５ｂ）の車幅方向間を繋ぐ上側クロス部材（３１）を備え、前記上側クロス部材（３１）は、プレート状の部材の上面で車両部品を固定する車両部品固定部（３１ａ）を備えることを特徴とする。
請求項７に記載した発明は、上下に分割可能なシートフレーム（６０）を更に備えることを特徴とする。
請求項８に記載した発明は、前記シートフレーム（６０）は、導電性部材で形成されるとともに、水素タンク（１２）を収容する水素タンク収容部（６３）を備えることを特徴とする。
請求項９に記載した発明は、筒状のシートフレーム（６０）を更に備え、前記シートフレーム（６０）の前側には、前記燃料電池スタック（１１）の後側に設けられた排気口（１１ａ）を覆う開口部（６５）が設けられ、前記開口部（６５）の外方には、前記シートフレーム（６０）と前記車体フレーム（５）とを連結する連結部材（７０）が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、車体フレームが、ヘッドパイプから後方に延びるとともに、燃料電池スタックの車幅方向外側に配置された左右一対のメインフレームを備えることで、左右一対のメインフレームによって燃料電池スタックの保護を兼ねることができる。加えて、車体フレームが、少なくとも左右一対のダウンフレームの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタックを固定するクロス部材を備えることで、クロス部材によって、車体フレームの剛性を確保する役割を果たすとともに、燃料電池スタックの位置決めを行うことができる。したがって、部品点数を削減することができる。加えて、燃料電池スタックが車両の低い位置に搭載されるため、低重心化を図るとともに、走行安定性を向上することができる。
請求項２に記載した発明によれば、クロス部材が、左右一対のメインフレームの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタックを固定する上側クロス部材と、左右一対のダウンフレームの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタックを固定する下側クロス部材と、を備えることで、燃料電池スタックが、左右一対のメインフレームと左右一対のダウンフレームとを結合する剛性部材としての役割を果たすため、車体フレームの剛性を向上することができる。
請求項３に記載した発明によれば、ダウンフレームの下方に配置されるとともに、車両部品を収容する車両部品収容部を更に備えることで、車両部品が車両の低い位置に搭載されるため、低重心化を図るとともに、走行安定性を向上することができる。例えば、車両部品を、重量物であるバッテリ等の電装品とした場合に好適である。加えて、車体フレームに取り付けられるとともに、車両部品収容部を支持する収容部支持部材を更に備えることで、複数の車両部品を車両部品収容部にサブアッシーした後に車体フレームに組み付けることができるため、組み付け性を向上することができる。
請求項４に記載した発明によれば、クロス部材が、燃料電池スタックの上面又は下面を固定するプレート状の部材を含むことで、燃料電池スタックをより堅固に固定することができる。
請求項５に記載した発明によれば、上側クロス部材が下側クロス部材よりも軽いことで、車両の重心が下がるため、走行安定性を向上することができる。例えば、上側クロス部材をアルミニウム等の軽量素材で形成し、下側クロス部材を鉄等の重量素材で形成した場合に好適である。
請求項６に記載した発明によれば、上側クロス部材が、プレート状の部材の上面で車両部品を固定する車両部品固定部を備えることで、プレート状の部材の上面によって車両部品を安定して固定することができる。例えば、車両部品を制御装置等の電装品とした場合に好適である。
請求項７に記載した発明によれば、上下に分割可能なシートフレームを更に備えることで、シートフレームの内部空間を収容空間として利用することができる。加えて、上側シートフレームを開放することで、車両部品をシートフレームの内部空間に容易に収容することができる。
請求項８に記載した発明によれば、シートフレームは、導電性部材で形成されるとともに、水素タンクを収容する水素タンク収容部を備えることで、シートフレームからメインフレームを介して電位が散在するため、アース効果によって、水素タンク近傍における静電気の発生を抑制することができる。
請求項９に記載した発明によれば、筒状のシートフレームを更に備え、シートフレームの前側には、燃料電池スタックの後側に設けられた排気口を覆う開口部が設けられていることで、燃料電池スタックから後方へ出される排気（その他、走行風、冷却風等）を車両後方へスムーズに導くことができる。加えて、開口部の外方には、シートフレームと車体フレームとを連結する連結部材が設けられていることで、車体フレームの剛性を向上することができる。

実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。 実施形態に係る燃料電池スタック固定構造を左前方から見た斜視図である。 実施形態に係る収容部支持部材を左前方から見た斜視図である。 実施形態に係る車両部品固定部を左上方から見た斜視図である。 実施形態に係るシートフレームを左前方から見た斜視図である。 実施形態に係る水素タンク収容部を左前方から見た斜視図である。

以下、本発明の実施形態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以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印ＦＲ、車両左方を示す矢印ＬＨ、及び車両上方を示す矢印ＵＰが示されている。

＜車両全体＞
図１は、鞍乗り型電動車両の一例としての自動二輪車１を示す。図１を参照し、自動二輪車１は、ハンドル２によって操向される前輪３と、電動機（不図示）を含む駆動ユニット１０によって駆動される後輪４とを備える。以下、自動二輪車１を単に「車両」ということがある。

ハンドル２及び前輪３を含むステアリング系部品は、車体フレーム５前端部に形成されたヘッドパイプ５ａに操向可能に枢支されている。ヘッドパイプ５ａには、ハンドル２に接続された不図示のハンドル操向軸が挿通されている。車体フレーム５の後部には、駆動ユニット１０が取り付けられたスイングアーム２１がピボット軸２２を中心に上下に揺動可能に枢支されている。スイングアーム２１の前部と車体フレーム５の後部との間には、リヤサスペンション６が介装されている。

例えば、車体フレーム５は、複数種の鋼材を溶接等により一体に結合して形成されている。車体フレーム５は、ヘッドパイプ５ａから後方に延びるとともに、燃料電池スタック１１の車幅方向外側に配置された左右一対のメインフレーム５ｂと、ヘッドパイプ５ａから後方に延びるとともに、左右一対のメインフレーム５ｂよりも下方に配置された左右一対のダウンフレーム５ｃと、少なくとも左右一対のダウンフレーム５ｃの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタック１１を固定するクロス部材３０（図２参照）と、を備えている。

具体的に、左右メインフレーム５ｂは、ヘッドパイプ５ａの上下中央部から後下方に延びた後に下方に屈曲して延びている。左右ダウンフレーム５ｃは、ヘッドパイプ５ａの下部から下側ほど後方に位置するようにやや傾斜して下方に延びた後に後方に屈曲して延びて左右メインフレーム５ｂの後下部に連結されている。クロス部材３０（図２参照）は、左右メインフレーム５ｂ同士及び左右ダウンフレーム５ｃ同士を連結するように車幅方向に延びている。

車体フレーム５は、車体カバー７で覆われている。車体カバー７は、車体フレーム５の上部を覆うアッパーカウル７ａと、車体フレーム５の前部側方を覆うフロントサイドカウル７ｂと、車体フレーム５の後部を覆うリヤカウル７ｃと、を備えている。なお、図中符号８は乗員が着座するシート、図中符号９は後輪４の前上部を覆うリヤフェンダをそれぞれ示す。

本実施形態では、水素と酸素との化学反応によって化学エネルギーを電気エネルギーに交換する発電システムを採用している。車両には、直方体状の燃料電池スタック１１、円柱状の水素タンク１２、水素供給システム（不図示）、バッテリ１３、インバータ１４、電気の流れを制御するＰＤＵ１５（Ｐｏｗｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ｕｎｉｔ）、電圧を昇降させるＶＣＵ１６（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などが搭載されている。

水素供給システム（不図示）は、水素タンク１２に蓄えられた水素を燃料電池スタック１１に供給する。燃料電池スタック１１は、供給された水素と、外気中の酸素とによって電気を発生させる。この電気は、バッテリ１３の充電に供されるとともに、インバータ１４及び不図示の電装品に供給される。インバータ１４は、燃料電池スタック１１及びバッテリ１３の少なくとも一方から供給された直流電力から交流電力を電気的に生成する。電動機（不図示）は、インバータ１４で生成された交流電力によって回転駆動し、後輪４を駆動する。なお、図中符号１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、水素を検知する水素センサをそれぞれ示す。

＜燃料電池スタック固定構造＞
図１に示すように、燃料電池スタック固定構造２０は、燃料電池スタック１１と、燃料電池スタック１１を支持する車体フレーム５と、を備えている。

＜クロス部材＞
図２に示すように、車体フレーム５は、クロス部材３０として、左右一対のメインフレーム５ｂの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタック１１（図１参照）の上部を固定する上側クロス部材３１と、左右一対のダウンフレーム５ｃの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタック１１（図１参照）の下部を固定する下側クロス部材３２と、を備えている。

上側クロス部材３１は、前面視で下方を開放するＵ字状（すなわち、逆Ｕ字状）をなしている。具体的に、上側クロス部材３１は、車幅方向に延びる天壁３１ａと、天壁３１ａの車幅方向両端から下方に向けて前後に分岐して左右メインフレーム５ｂの上端縁に至る左右一対の側壁３１ｂと、を備えている。

天壁３１ａは、燃料電池スタック１１（図１参照）の上面を固定するプレート状の部材である。天壁３１ａには、燃料電池スタック１１（図１参照）の上面を固定する複数（例えば本実施形態では３つ）の上側固定部３１ｃが設けられている。例えば、上側固定部３１ｃにおいて、燃料電池スタック１１（図１参照）の上面は、ゴムブッシュ等の防振部材を挟んで、ボルト等の締結部材によって天壁３１ａに締結固定されている。加えて、天壁３１ａの上面は、車両部品（例えば、図４に示す制御装置１８などの電装品）を固定する車両部品固定部として機能する。なお、図中符号３１ｄは、後述するケース部材５０（図４参照）を支持するケース部材支持部を示す。

天壁３１ａには、天壁３１ａの厚み方向に開口する複数（例えば本実施形態では２つ）の貫通孔３１ｈが形成されている。これにより、上側クロス部材３１を軽量化することができる。なお、２つの貫通孔３１ｈは、上側固定部３１ｃ及びケース部材支持部３１ｄを避けて車幅方向に離反して配置されている。

左右側壁３１ｂの前後下端縁は、左右メインフレーム５ｂの上端縁に沿うように後下方に緩やかに傾斜している。左右側壁３１ｂの前後下端部は、ボルト等の締結部材３１ｊによって、左右メインフレーム５ｂ（具体的には、左右メインフレーム５ｂの上端縁から上方に突出する突出部）に締結固定されている。

下側クロス部材３２は、左右一対のダウンフレーム５ｃの車幅方向間を繋ぐ前後一対の連結板３３ａ，３３ｂと、燃料電池スタック１１（図１参照）の下面を固定するプレート状の部材である下部プレート３４と、を備えている。

前後連結板３３ａ，３３ｂは、車幅方向に延びる直線状をなしている。前後連結板３３ａ，３３ｂは、前後に離反している。具体的に、前連結板３３ａは、燃料電池スタック１１（図１参照）の前部下方に位置するように配置されている。一方、後連結板３３ｂは、燃料電池スタック１１（図１参照）の後部下方に位置するように配置されている。これにより、燃料電池スタック１１（図１参照）を前後バランスよく安定して支持することができる。

下部プレート３４は、前後連結板３３ａ，３３ｂに複数箇所（例えは本実施形態では、前連結板３３ａの３箇所と後連結板３３ｂの２箇所との合計５箇所、図中符号３３ｃ参照）で固定されている。例えば、固定箇所３３ｃにおいて、下部プレート３４は、ゴムブッシュ等の防振部材を挟んで、ボルト等の締結部材によって前後連結板３３ａ，３３ｂに締結固定されている。

下部プレート３４には、燃料電池スタック１１（図１参照）の下面を固定する複数（例えば本実施形態では３つ）の下側固定部３４ｃが設けられている。下側固定部３４ｃは、下部プレート３４の上面から上方に突出するボルトの軸部（雄ネジ部）である。例えば、燃料電池スタック１１（図１参照）の下面には、上方に窪む複数（例えば本実施形態では３つ）の凹部（雌ネジ部、不図示）が形成されている。下部プレート３４は、下側固定部３４ｃによって、燃料電池スタック１１の下面の凹部に締結固定される。

例えば、凹部の深さ（上下高さ）は、下側固定部３４ｃの上下高さよりも深くなっていてもよい。これにより、前記凹部（不図示）に下側固定部３４ｃを下方から螺合しつつ挿し込むとともに、燃料電池スタック１１（図１参照）の下面を下部プレート３４の上面に当接させることによって、燃料電池スタック１１（図１参照）の下面を安定して支持することができる。

下部プレート３４には、下部プレート３４の厚み方向に開口する複数（例えば本実施形態では２つ）の貫通孔３４ｈが形成されている。これにより、下側クロス部材３２（下部プレート３４）を軽量化することができる。なお、２つの貫通孔３４ｈは、固定箇所３３ｃ及び下側固定部３４ｃを避けて配置されている。

本実施形態において、上側クロス部材３１は、下側クロス部材３２よりも軽い。例えば、上側クロス部材３１はアルミニウム等の軽量素材で形成され、下側クロス部材３２は鉄等の重量素材で形成されている。加えて、上側クロス部材３１の厚みを、下側クロス部材３２の厚み（具体的には、前後連結板３３ａ，３３ｂ及び下部プレート３４のそれぞれの厚み）よりも薄くしてもよい。

＜車両部品収容部＞
ダウンフレーム５ｃの下方には、車両部品を収容する車両部品収容部４０が配置されている。車両部品収容部４０は、上方に開口するとともに、前後に長手を有する箱状をなしている。図１に示すように、車両部品収容部４０には、バッテリ１３、インバータ１４、ＰＤＵ１５及びＶＣＵ１６等の車両部品が収容されている。

＜収容部支持部材＞
図２に示すように、燃料電池スタック固定構造２０は、車体フレーム５に取り付けられるとともに、車両部品収容部４０を支持する収容部支持部材４１を更に備えている。

図３に示すように、収容部支持部材４１は、左右ダウンフレーム５ｃの前下部の車幅方向間を繋ぐ第一連結部材４２と、第一連結部材４２から下方に延びた後に後方に屈曲して延び、その後、上方に屈曲して延びる左右一対の支持部材本体４３と、左右一対の支持部材本体４３の後端部の車幅方向間を繋ぐ第二連結部材４４と、左右一対の支持部材本体４３の前部と第二連結部材４４との前後間を繋ぐ左右一対の第三連結部材４５と、を備えている。

第一連結部材４２は、車幅方向に延びる直線状をなしている。第一連結部材４２の車幅方向両端部は、ボルト等の締結部材４２ｊによって、左右ダウンフレーム５ｃの前下部（具体的には、左右ダウンフレーム５ｃの前下部から車幅方向内方に突出する突出部）に締結固定されている。

支持部材本体４３は、車両部品収容部４０（図２参照）の外形に沿うように延びている。具体的に、支持部材本体４３は、第一連結部材４２から後下方に延びた後に前下方に屈曲して延び、その後、後下方に屈曲して延びる前連結部４３ａと、前連結部４３ａの下端から後方に直線状に延びる中間連結部４３ｂと、中間連結部４３ｂの後端から上方に延びる後連結部４３ｃと、を備えている。なお、図中符号４６ａ，４６ｂは、左右支持部材本体４３における中間連結部４３ｂの車幅方向間を繋ぐ連結部を示す。

第二連結部材４４は、前上方に開放するＵ字状をなしている。具体的に、第二連結部材４４は、後連結部４３ｃの車幅方向間を繋ぐように車幅方向に延びる第二連結部材本体４４ａと、第二連結部材本体４４ａの車幅方向両端から前上方に延びる左右一対の延出部４４ｂと、を備えている。

第三連結部材４５は、前連結部４３ａと第二連結部材本体４４ａとの前後間を繋ぐように前後にクランク状に延びている。具体的に、第三連結部材４５は、前連結部４３ａの上部（具体的には、前連結部４３ａの上部から車幅方向外方に突出する突出部）から後方に直線状に延びた後に、車幅方向内方かつ後下方に屈曲して延び、その後、後方に直線状に延びている。なお、図中符号４７ａ，４７ｂ，４７ｃは左右第三連結部材４５の車幅方向間を繋ぐ連結部、図中符号４８ａ，４８ｂは左右第三連結部材４５から上方に突出するブラケットをそれぞれ示す。

第三連結部材４５には、車両部品収容部４０（図２参照）の底壁を支持する底壁支持部材４９が結合されている。底壁支持部材４９は、車幅方向にクランク状に延びるとともに、車幅方向中央部から前方に延びた後に、後上方に屈曲して延びる底壁支持部材本体４９ａと、底壁支持部材本体４９ａの車幅方向両端と左右第三連結部材４５との上下間を繋ぐように上下に延びる上下延在部４９ｂと、を備えている。

＜車両部品固定部＞
図４は、車両からアッパーカウル７ａ及びシート８（何れも図１参照）を取り外した状態を示す。図４に示すように、車両部品固定部としての天壁３１ａの上面には、直方体状の制御装置１８を収容するケース部材５０が配置されている。ケース部材５０は、上方に開放するとともに前後に延びる箱状をなしている。

本実施形態において、制御装置１８は、ケース部材５０の底壁を介して天壁３１ａの上面に固定されている。なお、ケース部材５０は設けられていなくてもよい。すなわち、制御装置１８は、天壁３１ａの上面に直に固定されていてもよい。これにより、車両上部の軽量化を図ることができる。

なお、図中符号５１は水素センサ１７ａと水素供給システム（不図示）とを接続する配線、図中符号５２は水素センサ１７ｂと水素供給システム（不図示）とを接続する配線、図中符号５３は水素センサ１７ｃ（図１参照）と水素供給システム（不図示）とを接続する配線をそれぞれ示す。

＜シートフレーム＞
燃料電池スタック固定構造２０は、前後に延びる筒状をなすとともに、上下に分割可能なシートフレーム６０を更に備えている。図５に示すように、シートフレーム６０は、前面視で下方に開放するＵ字状（逆Ｕ字状）をなす上側シートフレーム６１と、前面視で上方に開放するＵ字状をなす下側シートフレーム６２と、を備えている。上側シートフレーム６１は、複数（図５では５つのみ図示）のボルト等の締結部材６１ｃによって下側シートフレーム６２に締結固定されている。なお、図中符号５６は、バッテリ（不図示）を収容するバッテリ収容部を示す。

図６に示すように、シートフレーム６０は、導電性部材で形成されるとともに、水素タンク１２を収容する水素タンク収容部６３を備えている。例えば、導電性部材としては、カーボンが挙げられる。本実施形態において、シートフレーム６０はカーボンで形成されている。なお、図中符号６４は、水素タンク１２と下側シートフレーム６２とを固定する固定具を示す。

下側シートフレーム６２の前上部は、左右メインフレーム５ｂ（具体的には、左右メインフレーム５ｂの上端縁から上方に突出する突出部、図４参照）に固定されている（図中符号６２ｃは固定箇所を示す）。例えば、固定箇所６２ｃにおいて、下側シートフレーム６２の前上部は、ボルト等の締結部材によって左右メインフレーム５ｂの突出部に締結固定されている。

図５に示すように、シートフレーム６０の前側には、燃料電池スタック１１の後側に設けられた排気口１１ａを覆う開口部６５が設けられている。

燃料電池スタック１１の排気口１１ａと、シートフレーム６０の開口部６５との間には、枠状のシール部材６６が配置されている。燃料電池スタック１１の排気口１１ａの輪郭と、シートフレーム６０の開口部６５の輪郭と、シール部材６６の外形とは、相似形状をなしている。例えば、シール部材６６は、燃料電池スタック１１の排気口１１ａの後端に密着するとともに、シートフレーム６０の開口部６５の内周面に密着している。

＜連結部材＞
開口部６５の外方には、シートフレーム６０と車体フレーム５とを連結する連結部材７０が設けられている。例えば、連結部材７０は、カーボン等の導電性部材で形成されている。本実施形態において、連結部材７０は、上側シートフレーム６１と一体形成されている。

連結部材７０は、シートフレーム６０の前上部を上方から覆うように、下方に開放するＵ字状（逆Ｕ字状）をなしている。具体的に、連結部材７０は、前後に延びる連結部材本体７１と、連結部材本体７１の車幅方向両端から車幅方向外方かつ下方に向けて延びる左右一対の側壁部７２と、を備えている。

図４に示すように、連結部材本体７１の前端部は、上側クロス部材３１（具体的には、天壁３１ａの後端から後方に突出する突出部）に複数箇所（例えば本実施形態では車幅方向両側の２箇所、図中符号７１ｃ参照）で固定されている。例えば、固定箇所７１ｃにおいて、連結部材本体７１の前端部は、ボルト等の締結部材によって天壁３１ａの後端の突出部に締結固定されている。

なお、図中符号７１ｄは、ケース部材５０の後端部と連結部材本体７１との固定箇所（例えば本実施形態では車幅方向両側の２箇所）を示す。例えば、固定箇所７１ｄにおいて、ケース部材５０の後端部は、ゴムブッシュ等の防振部材を挟んで、ボルト等の締結部材によって連結部材本体７１に締結固定されている。

図５に示すように、連結部材本体７１には、連結部材本体７１の厚み方向に開口する貫通孔７１ｈ，７１ｉが形成されている。貫通孔７１ｈは、連結部材本体７１のうちシートフレーム６０の開口部６５よりも前方に突出する部分に配置されている。貫通孔７１ｉは、貫通孔７１ｈよりも後方であって、連結部材本体７１のうちシートフレーム６０の前上部と重なる部分に配置されている。貫通孔７１ｉは、水素センサ１７ｂ（図４参照）の上方を覆うカバー５５を囲んでいる。

図４に示すように、左右側壁部７２の下端部は、左右メインフレーム５ｂ（具体的には、左右メインフレーム５ｂの上端縁から上方に突出する突出部）に固定されている（図中符号７２ｃは固定箇所を示す）。例えば、固定箇所７２ｃにおいて、左右側壁部７２の下端部は、ボルト等の締結部材によって左右メインフレーム５ｂの突出部に締結固定されている。

左右側壁部７２には、左右側壁部７２の厚み方向に開口する貫通孔７２ｈが形成されている。左側壁部７２の貫通孔７２ｈには、配線５２，５３が挿通されている。

以上説明したように、上記実施形態は、燃料電池スタック１１と、燃料電池スタック１１を支持する車体フレーム５と、を備えた自動二輪車１の燃料電池スタック固定構造２０において、車体フレーム５は、ヘッドパイプ５ａから後方に延びるとともに、燃料電池スタック１１の車幅方向外側に配置された左右一対のメインフレーム５ｂと、ヘッドパイプ５ａから後方に延びるとともに、左右一対のメインフレーム５ｂよりも下方に配置された左右一対のダウンフレーム５ｃと、少なくとも左右一対のダウンフレーム５ｃの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタック１１を固定するクロス部材３０と、を備えたものである。
この構成によれば、車体フレーム５が、ヘッドパイプ５ａから後方に延びるとともに、燃料電池スタック１１の車幅方向外側に配置された左右一対のメインフレーム５ｂを備えることで、左右一対のメインフレーム５ｂによって燃料電池スタック１１の保護を兼ねることができる。加えて、車体フレーム５が、少なくとも左右一対のダウンフレーム５ｃの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタック１１を固定するクロス部材３０を備えることで、クロス部材３０によって、車体フレーム５の剛性を確保する役割を果たすとともに、燃料電池スタック１１の位置決めを行うことができる。したがって、部品点数を削減することができる。加えて、燃料電池スタック１１が車両の低い位置に搭載されるため、低重心化を図るとともに、走行安定性を向上することができる。

また、上記実施形態では、クロス部材３０が、左右一対のメインフレーム５ｂの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタック１１を固定する上側クロス部材３１と、左右一対のダウンフレーム５ｃの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタック１１を固定する下側クロス部材３２と、を備えることで、燃料電池スタック１１が、左右一対のメインフレーム５ｂと左右一対のダウンフレーム５ｃとを結合する剛性部材としての役割を果たすため、車体フレーム５の剛性を向上することができる。

また、上記実施形態では、ダウンフレーム５ｃの下方に配置されるとともに、車両部品を収容する車両部品収容部４０を更に備えることで、車両部品が車両の低い位置に搭載されるため、低重心化を図るとともに、走行安定性を向上することができる。例えば、車両部品を、重量物であるバッテリ１３等の電装品とした場合に好適である。加えて、車体フレーム５に取り付けられるとともに、車両部品収容部４０を支持する収容部支持部材４１を更に備えることで、複数の車両部品を車両部品収容部４０にサブアッシーした後に車体フレーム５に組み付けることができるため、組み付け性を向上することができる。

また、上記実施形態では、クロス部材３０が、燃料電池スタック１１の上面、下面を固定するプレート状の部材として天壁３１ａ及び下部プレート３４を含むことで、燃料電池スタック１１をより堅固に固定することができる。

また、上記実施形態では、上側クロス部材３１が下側クロス部材３２よりも軽いことで、車両の重心が下がるため、走行安定性を向上することができる。例えば、上側クロス部材３１をアルミニウム等の軽量素材で形成し、下側クロス部材３２を鉄等の重量素材で形成した場合に好適である。

また、上記実施形態では、上側クロス部材３１が、プレート状の部材の上面で車両部品を固定する車両部品固定部としての天壁３１ａを備えることで、プレート状の部材の上面によって車両部品を安定して固定することができる。例えば、車両部品を制御装置１８等の電装品とした場合に好適である。

また、上記実施形態では、上下に分割可能なシートフレーム６０を更に備えることで、シートフレーム６０の内部空間を収容空間として利用することができる。加えて、上側シートフレーム６１を開放することで、車両部品をシートフレーム６０の内部空間に容易に収容することができる。

また、上記実施形態では、シートフレーム６０は、導電性部材で形成されるとともに、水素タンク１２を収容する水素タンク収容部６３を備えることで、シートフレーム６０からメインフレーム５ｂを介して電位が散在するため、アース効果によって、水素タンク１２近傍における静電気の発生を抑制することができる。

また、上記実施形態では、筒状のシートフレーム６０を更に備え、シートフレーム６０の前側には、燃料電池スタック１１の後側に設けられた排気口１１ａを覆う開口部６５が設けられていることで、燃料電池スタック１１から後方へ出される排気（その他、走行風、冷却風等）を車両後方へスムーズに導くことができる。加えて、開口部６５の外方には、シートフレーム６０と車体フレーム５とを連結する連結部材７０が設けられていることで、車体フレーム５の剛性を向上することができる。

なお、上記実施形態では、鞍乗り型電動車両の一例として電動機を含む駆動ユニット１０を備えた自動二輪車１を例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、車体側にエンジンを搭載した鞍乗り型ハイブリッド車両であってもよい。

また、上記実施形態では、クロス部材３０が上側クロス部材３１と下側クロス部材３２とを備えた例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、クロス部材が下側クロス部材のみを備えていてもよい。すなわち、クロス部材は、少なくとも左右一対のダウンフレームの車幅方向間を繋ぐとともに、燃料電池スタックを固定していればよい。

また、上記実施形態では、スイングアーム２１のアーム部が後輪４の車幅方向一側方のみ（左側方のみ）に配置された片持ち式スイングアームを例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、スイングアームのアーム部が後輪の車幅方向両側方に配置された両持ち式スイングアームであってもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、前記鞍乗り型電動車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車（原動機付自転車及びスクータ型車両を含む）のみならず、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）又は四輪の車両も含まれる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本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。

１ 自動二輪車（鞍乗り型電動車両）
５ 車体フレーム
５ｂ メインフレーム
５ｃ ダウンフレーム
１１ 燃料電池スタック
１１ａ 排気口
１２ 水素タンク
２０ 燃料電池スタック固定構造
３０ クロス部材
３１ 上側クロス部材
３１ａ 天壁（プレート状の部材、車両部品固定部）
３２ 下側クロス部材
３４ 下部プレート（プレート状の部材）
４０ 車両部品収容部
４１ 収容部支持部材
６０ シートフレーム
６３ 水素タンク収容部
６５ 開口部
７０ 連結部材

Claims (9)

1. 燃料電池スタック（１１）と、前記燃料電池スタック（１１）を支持する車体フレーム（５）と、を備えた鞍乗り型電動車両（１）の燃料電池スタック固定構造（２０）において、
   前記車体フレーム（５）は、
   ヘッドパイプ（５ａ）から後方に延びるとともに、前記燃料電池スタック（１１）の車幅方向外側に配置された左右一対のメインフレーム（５ｂ）と、
   前記ヘッドパイプ（５ａ）から後方に延びるとともに、前記左右一対のメインフレーム（５ｂ）よりも下方に配置された左右一対のダウンフレーム（５ｃ）と、
   少なくとも前記左右一対のダウンフレーム（５ｃ）の車幅方向間を繋ぐとともに、前記燃料電池スタック（１１）を固定するクロス部材（３０）と、
   を備えることを特徴とする鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。
2. 前記クロス部材（３０）は、
   前記左右一対のメインフレーム（５ｂ）の車幅方向間を繋ぐとともに、前記燃料電池スタック（１１）を固定する上側クロス部材（３１）と、
   前記左右一対のダウンフレーム（５ｃ）の車幅方向間を繋ぐとともに、前記燃料電池スタック（１１）を固定する下側クロス部材（３２）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。
3. 前記ダウンフレーム（５ｃ）の下方に配置されるとともに、車両部品を収容する車両部品収容部（４０）と、
   前記車体フレーム（５）に取り付けられるとともに、前記車両部品収容部（４０）を支持する収容部支持部材（４１）と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。
4. 前記クロス部材（３０）は、前記燃料電池スタック（１１）の上面又は下面を固定するプレート状の部材（３１ａ，３４）を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。
5. 前記クロス部材（３０）は、
   前記左右一対のメインフレーム（５ｂ）の車幅方向間を繋ぐ上側クロス部材（３１）と、
   前記左右一対のダウンフレーム（５ｃ）の車幅方向間を繋ぐ下側クロス部材（３２）と、を備え、
   前記上側クロス部材（３１）は、前記下側クロス部材（３２）よりも軽いことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。
6. 前記クロス部材（３０）は、前記左右一対のメインフレーム（５ｂ）の車幅方向間を繋ぐ上側クロス部材（３１）を備え、
   前記上側クロス部材（３１）は、プレート状の部材の上面で車両部品を固定する車両部品固定部（３１ａ）を備えることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。
7. 上下に分割可能なシートフレーム（６０）を更に備えることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。
8. 前記シートフレーム（６０）は、導電性部材で形成されるとともに、水素タンク（１２）を収容する水素タンク収容部（６３）を備えることを特徴とする請求項７に記載の鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。
9. 筒状のシートフレーム（６０）を更に備え、
   前記シートフレーム（６０）の前側には、前記燃料電池スタック（１１）の後側に設けられた排気口（１１ａ）を覆う開口部（６５）が設けられ、
   前記開口部（６５）の外方には、前記シートフレーム（６０）と前記車体フレーム（５）とを連結する連結部材（７０）が設けられていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の鞍乗り型電動車両の燃料電池スタック固定構造。

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