JP6723891B2 - 鞍乗り型車両 - Google Patents

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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。
側面によれば、第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。
側面によれば、第または第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。
側面によれば、第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。
側面によれば、第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。
側面によれば、第〜第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。
側面によれば、第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。
側面によれば、第〜第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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、前端で壁39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. 請求項または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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