JP6880639B2 - 燃料電池車両の燃料タンクの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池車両の燃料タンクの支持構造に関する。

車両の前後方向に延びる左右一対の上部フレームと、車両の前後方向に延びる左右一対の下部フレームと、一対の上部フレームおよび一対の下部フレームに囲まれるセンタートンネル領域に配置され、燃料電池の燃料を貯蔵する燃料タンクと、を備えるスクータ型燃料電池自動二輪車の燃料タンク支持構造が知られている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２０１０−２６９６５９号公報

燃料電池車両は、燃料タンクと燃料電池とを繋ぐ配管や、燃料の供給圧力を調整するレギュレータを備えている。これら配管やレギュレータは、燃料電池車両のフレームに固定されている。燃料の流通に耐え、かつ燃料の漏れを確実に防ぐことができるよう、配管には、例えばステンレス製の金属配管が適用されている。

ところで、燃料電池車両が転倒したり、他の車両に側面から衝突されたりして燃料タンクが移動してしまった場合には、燃料タンクと燃料電池との相対的な位置関係が変わってしまう。燃料タンクと燃料電池との相対的な位置関係の変化は、燃料タンクに接続される配管を強制的に変位させる。この配管の強制変位は、配管自体、燃料タンクと配管との接続部、レギュレータと配管との接続部、および燃料電池と配管との接続部などに負荷を生じさせる。このような負荷は、配管自体、または配管接続部を変形させ、燃料漏れを招く虞がある。

そこで、本発明は、車両が転倒したり、他の車両に側面から衝突されたりした場合に燃料タンクに作用する力による配管の変形を抑制し、この変形による燃料漏れを未然に防ぐことが可能な燃料電池車両の燃料タンクの支持構造を提案する。

前記の課題を解決するため本発明に係る燃料電池車両の燃料タンクの支持構造は、フレームと、前記フレームに搭載され燃料を貯蔵可能な燃料タンクと、前記燃料タンクを前記フレームに支持する固定具と、前記燃料タンクから供給される前記燃料と空気中の酸素とを反応させて発電する燃料電池と、前記フレームに搭載され前記燃料タンクの左右いずれか一方側に配置される搭載機器と、を備え、前記燃料タンクは、円筒形状を有し、前記搭載機器は、前記固定具との間に隙間を隔て、前記燃料タンクが左右いずれか一方側に向かって前記隙間よりも大きく変位した場合には前記固定具に最初に接して前記燃料タンクの移動を制限し、前記隙間は、前記燃料の充填にともなう前記燃料タンクの膨張を許容し、前記膨張による前記複数の固定具と前記搭載機器との接触を防ぐ。

本発明によれば、車両が転倒したり、他の車両に側面から衝突されたりした場合に燃料タンクに作用する力による配管の変形を抑制し、この変形による燃料漏れを未然に防ぐことが可能な燃料電池車両の燃料タンクの支持構造を提供できる。

本発明の実施形態に係る燃料電池車両の左側面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の外装等を外した状態の左側面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の外装等を外した状態の斜視図。 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料タンクの支持構造の平断面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料タンクの支持構造の右側面図。 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料タンクの支持構造を左斜め前から示す斜視図。

以下、本発明に係る燃料タンク支持構造、および燃料電池車両の実施の形態について、図１から図６を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の左側面図である。

図２は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の外装等（カバーやシート）を外した状態の左側面図である。

図３は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の外装等（カバーやシート）を外した状態の斜視図である。

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

図１から図３に示すように、本実施形態に係る燃料電池車両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。また、燃料電池車両１は、スクータ型の自動二輪車である。なお、燃料電池車両１は、三輪車や四輪車であっても良い。

燃料電池車両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の電力の分配と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。

燃料電池車両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、燃料電池車両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、燃料電池車両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、前側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と、後側傾斜部分を上部フレーム２５に接続す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、左右の上部フレーム２５の間隔よりも広い。

左右の下部フレーム２４の上部の間には、実質的に車両の左右方向へ直線状に延びるヘッドパイプ近傍ブリッジフレーム３４が架設されている。また、左右それぞれの下部フレーム２４は、フットレストブラケット３１ａを備えている。フットレストブラケット３１ａは、前側の湾曲部分の外側に配置されるフットボード３１を下方から支持している。搭乗者は、フットボード３１に足を置くことができる。

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、燃料電池車両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。サイドスタンドは、燃料電池車両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。ブラケット２６ａは、左右に一対ある。

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の前側の湾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、燃料電池車両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、燃料電池車両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の上端部は、左右の下部フレーム２４に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を燃料電池車両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車両１では、センタートンネル領域３５は、車両の前後方向に沿って搭乗者が足を乗せる左右のフットボード３１の間に配置され、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よりも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の前端部、中央部、後端部、および中央部から後端部に渡る側部は、搭載機器保護フレーム３０によって保護されている。

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。

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（フロントフレームカバー４２、フレームカバー４３など）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、若干後ろに傾斜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の左右方向に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、これにより燃料電池車両１を走行させる。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。インバータ１８は、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、その交流電力の周波数を変更してモータ３の回転数を調整する。

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。

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。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の後方には、排気ダクト５２が設けられている。燃料電池２は、余剰ガスを排気ダクト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。換言すると、排気口５２ａの上縁部は、燃料電池２の排気口よりも高い位置に配置されている。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、二次減圧弁（図示省略）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、筒形状の胴部と、胴部の前後の端面に設けられるドーム状の鏡板と、を有している。圧力容器５５は、胴部の中心線を車体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、燃料電池車両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、複数の固定具としてのクランプバンド６１によってセンタートンネル領域３５に支持されている。

燃料充填用継手５７は、センタートンネル領域３５の外側、詳しくはセンタートンネル領域３５の後ろ上方であって、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する。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車両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。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。燃料供給元弁５９は、遮断弁（図示省略）および一次減圧弁（図示省略）を備えている。燃料充填元弁５８と燃料供給元弁５９の遮断弁とは、電磁弁を用いた開閉弁である。燃料供給元弁５９の一次減圧弁と二次減圧弁とは、圧力容器５５からの高圧ガスの圧力を順次減圧して調整する。燃料供給元弁５９の一次減圧弁と二次減圧弁との間、および二次減圧弁と燃料電池２との間は、金属製の配管（図示省略）で繋がれている。

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、つまり胴部の後半部、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、燃料電池車両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。

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。

車両コントローラ１９は、燃料電池車両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、燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造について詳しく説明する。

図４は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料タンクの支持構造の平断面図である。

図５は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料タンクの支持構造の右側面図である。

図６は、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃料タンクの支持構造を左斜め前から示す斜視図である。

図４から図６に示すように、燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、フレーム１１と、フレーム１１に搭載され燃料を貯蔵可能な燃料タンク１５と、燃料タンク１５をフレーム１１に支持するクランプバンド６１と、燃料タンク１５から供給される燃料と空気中の酸素とを反応させて発電する燃料電池２と、フレーム１１に搭載され燃料タンク１５の左右いずれか一方側、例えば右側に配置される搭載機器としての電力変換装置７１と、を備えている。

燃料タンク１５は、筒形状を有している。この筒形状の中心線は、圧力容器５５の胴部の中心線である。なお、燃料タンク１５は、円筒形状の胴部を有していても良いし、多角形状の胴部を有していても良い。また、燃料タンク１５の中心線は、本実施形態においてはフレーム１１の前後方向を向いているが、車両の形態に応じて適宜の方向を向いていても良い。例えば、燃料タンク１５の中心線は、車両の上下方向を向いていたり、車両の左右方向を向いていたり、車両の前後方向、上下方向、左右方向に対して傾斜していたりしても良い。

クランプバンド６１、例えば２つ設けられている。これらクランプバンド６１は、フレーム１１の前後方向に離間されている。前側のクランプバンド６１は、圧力容器５５の円筒胴の前半部分に巻き付けられている。後ろ側のクランプバンド６１は、圧力容器５５の円筒胴の後半部分に巻き付けられている。クランプバンド６１は、フレーム１１に設けられるブラケット７２に固定されている。クランプバンド６１は、燃料タンク１５の固定に支障のない限り、１つ以上あれば良い。

電力変換装置７１は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータである。電力変換装置７１の入力側は、燃料電池２および二次電池１６に電気的に接続されている。電力変換装置７１の出力側は、例えばメータ類（図示省略）、ランプ類（図示省略）のような電装品、および第２二次電池に接続されている。電力変換装置７１は、燃料電池２および二次電池１６から供給される直流電力を、モータ３に供給される高電圧（例えば４８Ｖ系）あるいはモータ３以外の電装品に供給される１２Ｖ系の直流電力に変換して出力する。

電力変換装置７１は、燃料タンク１５の圧力容器５５と同程度の長さを有し、前端部と後端部とのそれぞれを圧力容器５５の前端部と後端部とのそれぞれに、ほぼ揃えて車体５の前後方向に延びている。電力変換装置７１の前端は、フレーム１１の下ブリッジフレーム２８より後方に配置され、電力変換装置７１の後端は、左右の下部フレーム２４の後ろ側の傾斜部に架設されて燃料タンク１５の燃料充填元弁５８および燃料供給元弁５９（タンクバルブ６３）を囲むバルブ保護フレーム７３の後端よりも前側に配置されている。電力変換装置７１の前端部は、下部フレーム２４の前側傾斜部分に締結部材、例えばボルト７４で固定されている。電力変換装置７１の後端部は、下部フレーム２４の後側傾斜部分に締結部材、例えばボルト７４で固定されている。下部フレーム２４の前側傾斜部分、および後側傾斜部分のそれぞれは、ボルト７４を締め付けるボルト穴を有するブラケット（図示省略）、またはボス（図示省略）を備えている。

電力変換装置７１は、細長い直方体状の筐体を有している。電力変換装置７１は、下部フレーム２４の最下部よりも高い位置に配置されている。電力変換装置７１の左側面は、フレーム１１のうち右側の上部フレーム２５と右側の下部フレーム２４との間に挟まれる空間、つまりセンタートンネル領域３５に侵入して圧力容器５５およびクランプバンド６１を臨んでいる。電力変換装置７１の右側面は、外装１２の内面を臨んでいる。電力変換装置７１の天面は、右側の上部フレーム２５を臨んでいる。電力変換装置７１の底面は、右側の下部フレーム２４を臨んでいる。電力変換装置７１は、外装１２のフットボード３１の下方に配置されている。

電力変換装置７１の右側面、つまり外装１２を臨む面には、複数の放熱フィン７５が設けられている。複数の放熱フィン７５は、上下方向に並んで前後方向に延びている。また、複数の放熱フィン７５は、外装１２のフットボード３１に沿って若干後ろ上がりに傾斜している。

電力変換装置７１に接続される電力線７７、具体的には電力変換装置７１と二次電池１６とを接続する電力線７７は、電力変換装置７１の前端部から右側の下ブリッジフレーム２８の前方を迂回して配線されている。電力変換装置７１の後端部には、電力変換装置７１と燃料電池２とを接続する電力線（図示省略）が取り付けられている。電力変換装置７１と燃料電池２とを接続する電力線は、上方に向けて配線されている。

また、電力変換装置７１は、クランプバンド６１との間に隙間７８を隔てている。電力変換装置７１は、燃料タンク１５が左右いずれか一方側に向かって隙間７８よりも大きく変位した場合にはクランプバンド６１に最初に接して燃料タンク１５の移動を制限する。なお、本実施形態に係る電力変換装置７１は、２つのクランプバンド６１の間隔よりも長尺である。したがって、電力変換装置７１は、燃料タンク１５が左右いずれか一方側に向かって隙間７８よりも大きく変位した場合には複数のクランプバンド６１の少なくともいずれかに最初に接して燃料タンク１５の移動を制限する。

ところで、燃料タンク１５は、燃料としての水素ガスを充填すると、膨張して大きくなる。圧力容器５５の円筒胴は、燃料を充填すると、径方向外側へ向かって径を拡大させる。

そこで、電力変換装置７１とクランプバンド６１との間の隙間７８は、燃料の充填にともなう燃料タンク１５の膨張を許容し、この膨張による複数のクランプバンド６１と電力変換装置７１との接触を防ぐ。換言すると、電力変換装置７１は、燃料タンク１５に許容される最大量の燃料が充填された状態であっても、クランプバンド６１に触れないよう、隙間７８を隔てる位置に配置されている。

外装１２は、フットボード３１と、フットボード３１の下方に設けられるフットボードロアカバー８１と、電力変換装置７１の正面を覆うロアレッグシールドカバー８２と、ロアレッグシールドカバー８２の下端部に連接してフレーム１１の底部ごと電力変換装置７１を覆うアンダーカバー８３と、アンダーカバー８３の後方に設けられて電力変換装置７１を覆うリアロアフェンダーカバー８４と、を含んでいる。

フットボード３１は、フロントフレームカバー４２およびフレームカバー４３の下端部に連接して搭乗者および同乗者が足を載せることのできる適宜の高さと幅とを有している。

フットボードロアカバー８１は、フットボード３１の外縁部に沿って前後に延びている。

ロアレッグシールドカバー８２は、フロントレッグシールドカバー４１の下端部に連接され、車体５の正面の下端部を覆っている。ロアレッグシールドカバー８２は、車体５の正面視においてＵ字状に拡がって、フレーム１１の下部フレーム２４と下ブリッジフレーム２８を覆っている。

アンダーカバー８３は、燃料タンク１５、左右の下部フレーム２４、および電力変換装置７１を下側から覆っている。

リアロアフェンダーカバー８４は、フレームカバー４３の下方に、左右一対に設けられてタイヤハウス領域３７の前端部に配置され、ピボット軸２６に支えられるスイングアーム９の前端部を左右から挟んで保護している。

なお、電力変換装置７１は、燃料タンク１５の左側方に配置されていてもよい。この場合、フレーム１１、外装１２、および電力変換装置７１の左右の関係性は逆転する。また、電力変換装置７１は、燃料タンク１５の左右それぞれに配置されていてもよい。換言すると、燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、フレーム１１に搭載され燃料タンク１５の左右いずれか他方側、例えば左側に配置される第二搭載機器としての電力変換装置７１と、を備えていても良い。なお、第二搭載機器としての電力変換装置７１は、図４から図６の左右を反転させたものであり、図示を省略する。

第二搭載機器としての電力変換装置７１は、クランプバンド６１との間に第二隙間（図６の隙間７８に相当）を隔て、燃料タンク１５が左右いずれか他方側に向かって第二隙間よりも大きく変位した場合にはクランプバンド６１に最初に接して燃料タンク１５の移動を制限する。

電力変換装置７１とクランプバンド６１との間の第二隙間は、燃料の充填にともなう燃料タンク１５の膨張を許容し、この膨張による複数のクランプバンド６１と電力変換装置７１との接触を防ぐ。換言すると、電力変換装置７１は、燃料タンク１５に許容される最大量の燃料が充填された状態であっても、クランプバンド６１に触れないよう、第二隙間を隔てる位置に配置されている。

なお、隙間７８および第二隙間は、燃料タンク１５が左右均一に膨張し、かつ車両が転倒したり、他の車両に側面から衝突されたりした場合に燃料タンク１５に作用する力に対して燃料タンク１５が実質的に同じ距離だけ移動する場合には、同じで良い。膨張にともなって燃料タンク１５が左右いずれかへ偏心する場合や、燃料タンク１５に作用する力による移動量が左右で異なる場合には、隙間７８および第二隙間は、適宜異なる。

また、搭載機器および第二搭載機器は、電力変換装置７１に限られず、他の搭載機器、例えば二次電池１６であっても良い。

本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、クランプバンド６１との間に隙間７８を隔て、燃料タンク１５が隙間７８よりも大きく変位した場合にはクランプバンド６１に最初に接して燃料タンク１５の移動を制限する搭載機器としての電力変換装置７１を備えているため、車両が転倒したり、他の車両に側面から衝突されたりした場合の燃料タンク１５の移動量を隙間７８の寸法に留めることができる。つまり、燃料タンク１５の支持構造６９は、車両が転倒したり、他の車両に側面から衝突されたりした場合の燃料タンク１５の移動量を確実に制御できる。このことは、燃料タンク１５から車体５側に延びる配管の変位量を制限し、配管自体、または配管と他機器との接続部に生じる負荷を制限する。燃料タンク１５の支持構造６９は、この負荷の制限によって、配管自体、または配管と他機器との接続部における燃料漏れの防止を確実に図る。

また、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、クランプバンド６１との間に隙間７８を隔て、燃料タンク１５が隙間７８よりも大きく変位した場合にはクランプバンド６１に最初に接して燃料タンク１５の移動を制限する搭載機器としての電力変換装置７１を備えているため、燃料タンク１５、特に圧力容器５５と他の機器（電力変換装置７１を含む）との接触を防ぎ、ひいては燃料タンク１５の損傷を防止する。

さらに、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、フレーム１１から電力変換装置７１を取り外すことによってクランプバンド６１へのアクセス経路を確保できるため、燃料タンク１５の保守性、交換の容易性を高めることができる。

さらにまた、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、搭載機器（本実施形態における電力変換装置７１）を燃料タンク１５の移動量を規制するストッパとして利用するため、部品を追加する必要がない。

また、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、搭載機器（本実施形態における電力変換装置７１）を燃料タンク１５の左右いずれかの側方に配置するため、搭載機器をばね下、例えばスイングアーム９に搭載する場合よりも車両の運動性能を高めることができる。

さらに、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、搭載機器（本実施形態における電力変換装置７１）を燃料タンク１５の左右いずれかの側方に配置するため、燃料タンク１５が車体５の底部に配置されている車両では、燃料タンク１５とともに車体５の重心を下げることに寄与し、車両の運動性能を高める。

さらにまた、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、搭載機器（本実施形態における電力変換装置７１）を燃料タンク１５の左右いずれかの側方に配置するため、車体５の他の部位における搭載機器のレイアウトの自由度を向上させる。

また、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、クランプバンド６１との間に隙間７８を隔て、燃料タンク１５が隙間７８よりも大きく変位した場合にはクランプバンド６１に最初に接して燃料タンク１５の移動を制限する第二搭載機器としての電力変換装置７１を備えているため、燃料タンク１５の左右両方向における移動量を制限し、燃料漏れの防止を確実に図る。

さらに、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、燃料の充填にともなう燃料タンク１５の膨張を許容し、クランプバンド６１と搭載機器（本実施形態における電力変換装置７１）とが接触することを防ぐ隙間７８を有するため、燃料の充填、放出における燃料タンク１５への負荷の防止と燃料タンク１５の移動規制とを両立できる。

さらにまた、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、燃料の充填にともなう燃料タンク１５の膨張を許容し、クランプバンド６１と搭載機器（本実施形態における電力変換装置７１）とが接触することを防ぐ隙間７８を有するため、燃料タンク１５の交換に際して燃料を放出すると、隙間７８が拡がり、作業性を高めることができる。

また、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、燃料の充填にともなう燃料タンク１５の膨張を許容し、クランプバンド６１と搭載機器（本実施形態における電力変換装置７１）とが接触することを防ぐ隙間７８を有するため、隙間７８を流通する空気によって搭載機器の冷却を促すことができる。

さらに、本実施形態に係る燃料電池車両１の燃料タンク１５の支持構造６９は、燃料タンク１５の中心線よりも上方、かつ燃料タンク１５の左右それぞれに配置され前後方向に延びる一対の上部フレーム２５と、燃料タンク１５の中心線よりも下方、かつ燃料タンク１５の左右それぞれに配置され前後方向に延びる一対の下部フレーム２４と、を備えているため、大容量の圧力容器５５を採用し、かつ燃料タンク１５の移動規制を両立できる。

したがって、本発明に係る燃料電池車両１および燃料タンク１５の支持構造６９によれば、車両が転倒したり、他の車両に側面から衝突されたりした場合に燃料タンク１５に作用する力による配管の変形を抑制し、この変形による燃料漏れを未然に防ぐことができる。

１…燃料電池車両、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、１３ｃ…傾斜部、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、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…支持構造、７１…電力変換装置、７２…ブラケット、７３…バルブ保護フレーム、７４…ボルト、７５…放熱フィン、７７…電力線、７８…隙間、８１…フットボードロアカバー、８２…ロアレッグシールドカバー、８３…アンダーカバー、８４…リアロアフェンダーカバー。

Claims (4)

1. フレームと、
   前記フレームに搭載され燃料を貯蔵可能な燃料タンクと、
   前記燃料タンクを前記フレームに支持する固定具と、
   前記燃料タンクから供給される前記燃料と空気中の酸素とを反応させて発電する燃料電池と、
   前記フレームに搭載され前記燃料タンクの左右いずれか一方側に配置される搭載機器と、を備え、
   前記燃料タンクは、筒形状を有し、
   前記搭載機器は、前記固定具との間に隙間を隔て、前記燃料タンクが左右いずれか一方側に向かって前記隙間よりも大きく変位した場合には前記固定具に最初に接して前記燃料タンクの移動を制限し、
   前記隙間は、前記燃料の充填にともなう前記燃料タンクの膨張を許容し、前記膨張による前記複数の固定具と前記搭載機器との接触を防ぐ燃料電池車両の燃料タンクの支持構造。
2. 前記固定具を少なくとも２つ有し、
   前記搭載機器は、前記２つの固定具の間隔よりも長尺である請求項１に記載の燃料電池車両の燃料タンクの支持構造。
3. 前記フレームに搭載され前記燃料タンクの左右いずれか他方側に配置される第二搭載機器を備え、
   前記第二搭載機器は、前記複数の固定具との間に第二隙間を隔て、前記燃料タンクが左右いずれか他方側に向かって前記第二隙間よりも大きく変位した場合には前記複数の固定具に最初に接して前記燃料タンクの移動を制限する請求項１または２に記載の燃料電池車両の燃料タンクの支持構造。
4. 前記フレームは、
   前記燃料タンクの中心線よりも上方、かつ前記燃料タンクの左右それぞれに配置され前後方向に延びる一対の上部フレームと、
   前記燃料タンクの中心線よりも下方、かつ前記燃料タンクの左右それぞれに配置され前後方向に延びる一対の下部フレームと、を有し、
   前記搭載機器は、左右いずれか一方側に配置される前記上部フレームおよび前記下部フレームの間に配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池車両の燃料タンクの支持構造。

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