JP3690783B2

JP3690783B2 - バス

Info

Publication number: JP3690783B2
Application number: JP37236698A
Authority: JP
Inventors: 田洋松; 岡可八飯; 好勉三; 田賢山; 田興一高; 池浩二菊
Original assignee: UD Trucks Corp; Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp; UD Trucks Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP2000190874A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
屋根の上に圧縮天然ガスボンベを搭載したバスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮天然ガス（以下、「ＣＮＧ」と記載する）を利用したバスは、従来、床下部分にボンベ（圧縮天然ガスボンベ：ＣＮＧボンベ）を配置してあり、空調装置や荷物室との配置の兼ね合いに加えて保守点検の困難等の課題が多かった。
【０００３】
また、公共性の高い乗り物であるバスは、その昇降について、高福祉化の点から低床バスが望まれている。しかし、床下にＣＮＧボンベを配置すると、低床化が困難であった。
【０００４】
その対策法として、ＣＮＧボンベを屋根に搭載すれば、その様な課題の制約がが無くなる。例えば、１９９６年９月３０日から１０月４日まで、マレーシアのクアラルンプール市のプトラ世界貿易センターで開催された「天然ガスを用いた自動車の９６年会議及び博覧会」で展示されたバスでは、ＣＮＧボンベが屋根上に搭載されている。
【０００５】
しかし、ＣＮＧボンベは重量物である（１６５リットルＦＲＰ製のボンベで６５Ｋｇ、１２５リットル鋼製のボンベで１６０Ｋｇ）ため、バスの屋根に搭載する事は、屋根の強度上から困難である。上述した「天然ガスを用いた自動車の９６年会議及び博覧会」で展示されたバスにおいて、かかる強度上の問題をクリアして、重量物であるＣＮＧボンベをバスの屋根上に搭載するための構成は示されていない。
【０００６】
その他の従来技術としては、特開平７−１１７４９６号公報にはボンベ支持装置が開示されており、実開平６−３９８９３号公報にはリフト車にボンベを取り付ける技術が示されており、実開平７−２１４２１号公報、実開平７−２４６２２号公報、特開平７−２２３４４７号公報には車両のフレームより下方にボンベを取り付ける技術が開示されている。しかし、これ等の技術では、強度上無理無くバスの屋根にボンベを搭載するという上述の要請に応える事が出来ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、強度上無理無くバスの屋根にボンベを搭載するという要請に応える事が出来るバスの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のバスは、屋根の上にＣＮＧボンベを搭載したバスにおいて、屋根の上にボンベ搭載用機構を有しており、該ボンベ搭載用機構は、バスの屋根の室内側にバスの中心軸と直交する方向に配置された複数のルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）と、バスの屋根の左右両端部で中心軸と平行な方向に配置され、ルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）をまたぐ様に配置され、そして、ＣＮＧボンベの重量を支持する構造部材として機能する一対の第１フレーム（６）と、ルーフフレーム間の間隔を保持し且つルーフフレーム同士を連結するリブとして作用する第１のスティフナとは別個に設けられた第２のスティフナ（８ａ、８ｂ、８ｃ）と、第１フレーム（６）に連結されるボンベブラケット取付台、とを備えており、第１フレームは、屋根、ルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、第２のスティフナ（８ａ、８ｂ、８ｃ）と結合されており、ボンベブラケット取付台には、ボンベブラケットを結合するための結合手段の一部が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
かかる構成を具備する本発明のバスによれば、ＣＮＧボンベの重量は、ボンベブラケット、ボンベブラケット取付台を介して、第１フレーム及びルーフフレームによって支持されている。ここで、第１フレーム及びルーフフレームは、構造部材として十分な強度を有しているので、強度上無理無くバスの屋根にボンベを搭載することが可能である。
【００１０】
これによって床下の空間に空調機器、観光バスであれば荷物室等の必須の容積に加えてボンベを配置する必要性がなくなり、レイアウト、機器保全の自由度が向上する。また、低床化が容易となり、高福祉化の要請に対応できる。
【００１１】
本発明の実施に際して、第１フレームは、リベットにより、屋根、ルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、第２のスティフナ（８ａ、８ｂ、８ｃ）と結合されているのが好ましい。
【００１２】
この様に構成すれば、第１フレームは、屋根、ルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、第２のスティフナ（８ａ、８ｂ、８ｃ）により十分支持されるので、強度上、耐雨水浸入上安全である。
【００１３】
また本発明のバスは、屋根の上にＣＮＧボンベを搭載したバスにおいて、屋根の上にボンベ搭載用機構を有しており、該ボンベ搭載用機構は、バスの屋根の左右両端部で中心軸と平行な方向に配置され、屋根の室内側にバスの中心軸と直交する方向に配置された複数のルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）と、ルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）をまたぐ様に配置され、且つ、ＣＮＧボンベの重量を支持する構造部材として機能する複数の第１フレーム（６）と、第１フレーム（６）に連結されるボンベブラケット取付台、とを備えており、第１フレームは、ルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）と結合されており、ボンベブラケット取付台には、ボンベブラケットを結合するための結合手段の一部が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
この場合においても、ＣＮＧボンベの重量は、ボンベブラケット、ボンベブラケット取付台を介して、構造部材として十分な強度を有している第１フレーム及びルーフフレームによって支持されているので、強度上無理無くバスの屋根にボンベを搭載することが可能である。
【００１５】
ここで、第１フレームは、ＣＮＧボンベ、ボンベブラケット及びボンベブラケット取付台の全重量を支持するのに十分な強度を有する結合部材、例えば大径のボルト・ナットによる結合により、ルーフフレーム（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）と結合されているのが好ましい。
【００１６】
さらに、ボンベブラケット取付台に形成されているボンベブラケットを結合するための結合手段の一部は、ボルト挿入用の貫通孔であるのが好ましい。
【００１７】
上述した通り、本発明によれば十分な強度を有する構造部材によりＣＮＧボンベがバスの屋根上の位置に搭載されるのであるが、より安全性を向上する為に、ＣＮＧボンベは鋼製のものよりも強化樹脂（ＦＲＰ）製の軽量のボンベを採用する事が好ましい。
【００１８】
ここで、バスの屋根に搭載されたボンベに燃料ガスを供給（充填）する際に、充填配管の外面が結露する。そして充填作業終了後、この結露が融けて、バスの客室空間の床上に漏れ出してしまう。
【００１９】
これに対して本発明では、バスの側面にガス充填口が設けられ、その内部のガス注入栓とＣＮＧボンベとの間は充填配管で連通しており、バスの室内の床から天井までの領域に対応する充填配管の範囲は結露防止材で包囲されている様に構成することが出来る。そして、バスの床上から天井までの範囲（客室に対応する範囲）の充填配管が、結露防止材で包囲されているので、その範囲の結露は起きず、霜が融けて床上に漏れ出てしまう事が防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜図３にバス１の屋根４上に装着されたボンベ搭載用機構２の主要概要を示す。図１においては、本実施例では４本のＣＮＧボンベを搭載するボンベ搭載用機構２が装着されている。屋根４の内側には強度部材のルーフフレーム５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ（総称する場合は５と略記する。）が設けられ、屋根４、第１のフレーム６およびボンベブラケット取付台２０を介してボンベ３が取付けられ、その上にカバー２ａが装着された通常の状態を示している。図２においては、図１の状態からカバー２ａを外した状態を示し、図３においては図２のボンベ３を除いた構造を示している。
【００２１】
図４は、屋根の上面図を示し、屋根４の下側即ち室内側にバスの中心軸ＣＣと直交する方向に前後部を除き一定間隔で複数のルーフフレームが屋根４を支えている。このボンベ搭載用機構のルーフフレーム５は前記のように本実施例では５ａ、ｂ、ｃ、ｄの４本からなり、図４と図４のＡＡ断面にボンベブラケット取付台２０等を加えた状態を示す図５のように、屋根４の全幅にわたっている。そのルーフフレーム５の断面形状は図４のＢ断面を示す図６内に示されるように、底部開放の角山形状で形成され、ＣＮＧボンベ３とボンベブラケット取付台２０その周辺機器の重量を支持する機能例えば構造強度、撓み剛性を有している。
【００２２】
第１フレーム６は、図５および室内から天井を見上げた図７に示すように、屋根４の左右両端部４ａ、４ｂに中心軸ＣＣと平行な方向にルーフフレーム５をまたぐように、左右で一対となって配置されている。その形状は、図８〜図１０に示すように、角Ｓ形状材６ａに角Ｃ形状材６ｂが密着して形成され、それぞれに長手方向に等ピッチでリブ６ｅ、６ｄが強度部材として補強されている。上部に穿孔された複数の孔６ｆは、ボンベブラケット取付台２０をボルト２１で結合するためにあり、底部に穿孔された複数の小孔６ｃは屋根４にリベット結合するためのものである。この構造によってＣＮＧボンベ３とボンベブラケット取付台２０とその周辺機器の重量を支持する機能例えば構造強度、撓み剛性を有し、またこれらの重量を屋根４を介してルーフフレーム５に伝達している。
【００２３】
第２のスティフナ８ａ、８ｂ、８ｃ（総称する場合は８と略記する。）は、図５および図７に示すように、通常設けられている第１のスティフナ７とは別個に、平板で形成され屋根４の室内側に第１フレーム６に対応した位置にスポット溶接され、ルーフフレーム５ａ〜５ｂ〜５ｃ〜５ｄ間の間隔を保持し、かつ、ルーフフレーム５同士を連結するリブとして作用するよう設けられている。そして、第１フレーム６を屋根４にリベット結合させる裏板として、リベット長さの確保によるリベット強度確保と共に屋根４への局部的な負荷の回避を図っている。
【００２４】
ボンベブラケット取付台２０は、図１１および図１２に示すように、矩形中空管材によって井桁状に構成されている。横材２２および縦材２３は同形材で、結合部は溶接とリブ２４による補強で固定されている。横材２２の両端部に固着された不等長アングル状の部材２６は、図１３および図１４に示すように、２ヶのボルト孔２６ａが穿孔されて第１のフレーム６にボルト２１で固定するよう構成されている。また、縦材２３の上面に穿孔された複数のボルト孔２５は、ボンベブラケット１８（図１８参照）を結合するための結合手段の１部のボルト挿入用の貫通孔として形成されている。
【００２５】
第１フレーム６は、上記の各部材に対して底部ではリベットによって屋根４、ルーフフレーム５、および第２のスティフナ８に結合され、上部では結合部材であるボルト２１によってブラケット取付台２０を連結している（図５および図１８参照）。
【００２６】
図１５および図１６は、ルーフフレームの別の形状を示している。ルーフフレーム１５は、屋根１４の左右両端部でそれぞれバスの中心軸ＣＣと平行な方向に配置され、屋根１４の室内側にバスの中心軸ＣＣと直交する方向に配置されている。図１５では、左右のルーフフレーム１５の同士が連結されていないが、連結無しでもＺ状等の軽量部材で連結してもよい。この場合の屋根１４はＺ状の軽量部材でも連結無しでも強度上の問題がないよう構成されている。
【００２７】
また、この場合の第１のフレームは、説明の便宜上使用する図３および図５の第１フレーム１６のように、ルーフフレーム５（この場合はルーフフレームは１５）をまたぐように配置され、屋根１４を介してルーフフレーム１５に結合されている。そして、第１のフレーム１６は、ＣＮＧボンベ３とボンベブラケット取付台２０とその周辺機器の重量を支持する機能例えば構造強度、撓み剛性を有し、またこれらの重量を屋根４を介してルーフフレーム１５に伝達している。
【００２８】
この第１フレーム６と屋根１４を介したルーフフレーム１５との結合は、前例でリベットによる結合を説明したがＣＮＧボンベ３とボンベブラケット取付台２０その周辺機器の重量を支持するのに充分な強度を有する結合部材として例えば大径（本例では１０〜１２ｍｍ）のボルト・ナットの使用が好ましい。この場合は前例における第２のスティフナを頼らず固定できる。
【００２９】
なお、ＣＮＧボンベ搭載機構２はルーフフレーム５、第１フレーム６とも充分な強度、剛性を有していても負荷重量が少ないことが良く、そのためにＣＮＧボンベ３は鋼製のものより強化樹脂（例えばＦＲＰ）製の軽量のボンベを採用することが好ましい。
【００３０】
図１７は、屋根４上に搭載されたＣＮＧボンベ３（図２参照）にバスの車体側面から通ずるガスの充填配管３０を示している。車体側面のガス充填口３１の内部にガス注入栓３０ａを有する充填配管３０が、車体内側に沿って立ち上がり、図１７では明示しないＣＮＧボンベに連通している。この充填配管３０の床から天井まで即ち、客室範囲の領域に、結露防止材３２が包囲するように取り付けられている。
【００３１】
上記構成のバスの作用をボンベ搭載機構２を中心に説明する。
図２および図１８において、ＣＮＧボンベ３はボンベブラケット１８によってボンベブラケット取付台２０に結合され、ボンベブラケット取付台２０はボルト２１によって屋根４の左右両端部上に配置された第１フレーム６に固定される。このボルト２１の締め付け力に比例した摩擦力およびボルト断面積のせん断力でＣＮＧボンベ３等の水平荷重を支える。
【００３２】
第１フレーム６は、屋根４と、その室内側に配置されたルーフフレーム５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄまたは第２スティフナ８ａ、８ｂ、８ｃとリベットで共締めされる。このリベット締めによって、第１フレーム６と屋根４との間の締め付け力に比例した摩擦力およびリベット断面積のせん断力で水平方向荷重を支える。
【００３３】
ルーフフレーム５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは車体を支えると共に車体にも支えられて、前記水平荷重を支えると共にＣＮＧボンベ３および減圧弁等の周辺装置とボンベブラケット取付台２０と第１フレーム６の重量を支える。
【００３４】
この構成作用によって、悪路走行によるＣＮＧボンベ３等の上下荷重を主としてルーフフレーム５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで支える。また、急制動による水平前方荷重、急発進による水平後方荷重、急旋回による水平横方向荷重をボンベブラケット取付台２０、第１フレーム６を介して主としてルーフフレーム５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、で支える。これによって屋根４にも車体にも強度上の無理を生ぜず、屋根４の破損を防ぎ、雨天および洗車時の侵水を防止する。
【００３５】
また、図１７のように、ＣＮＧボンベ３に通ずるガスの充填配管３０を包囲した結露防止材３２によって、ガス充填時に生ずる管内外の温度差によって配管外面に付着する結露を予防することが出来る。ここで、結露防止材３２で包囲されている部分は、充填配管３０のバスの室内の床から天井までの領域に対応する範囲である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列挙する。
（１）ＣＮＧボンベの重量を支持する強度部材として機能する一対の第１フレームが複数のルーフフレームに結合されるので、荷重が分散されて強度上無理のない構成でバスの屋根にボンベを搭載できる。これによって福祉対応の昇降性を良くするための低床化が容易になる。また、床下のクーラ、荷物室等の配置が容易になり、保守点検のスペースが取り易くなる。
（２）第１フレームの屋根、ルーフフレーム、第２のスティフナへの結合をリベットで行えば、多数のリベットによって屋根への負荷が分散され局部破損がなく雨水の侵入を回避できる。
（３）第１フレームのルーフフレームへの結合部材を大径ボルトにすれば、ルーフフレームへの結合を大にでき、屋根への負担を軽減でき、前例の第２のスティフナを不要としながらも、屋根からの雨水侵入の懸念を一層回避できる。（４）ボンベブラケット取付台へのボンベブラケットの取付けを、ボルト挿入用の貫通孔によれば確実、容易にボンベを固定できる。
（５）屋根上のボンベへのガス充填配管を、客室露出部分は結露防止材で包囲すれば、結露なくまた、床面への露の降下による濡れを防止できて、乗客の歩行移動に支障を生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボンベ搭載用機構を備えたバスの斜視図。
【図２】図１のカバーを外した状態を示す図。
【図３】ボンベ搭載機構の主要部を示す斜視図。
【図４】全面を覆った状態を示す屋根構造の平面図。
【図５】図４のＡＡ矢視に第１フレーム等を加えた断面図。
【図６】図４のルーフフレーム、屋根及び第１のスティフナを示すＢ矢視図。
【図７】図５のＤ矢視図（室内から天井を見上げた図）。
【図８】第１フレームの上面図。
【図９】図８のＡＡ断面図。
【図１０】図８のＢＢ断面図。
【図１１】ボンベブラケット取付台の上面図。
【図１２】図１１の側面図。
【図１３】図１１のＤ部詳細図。
【図１４】図１３の側面図。
【図１５】別構造の屋根およびルーフフレームの左右両端部を示す上面図。
【図１６】図１５のルーフフレーム及び屋根を示すＢ矢視図。
【図１７】ガス充填配管を示すバス斜視図。
【図１８】ルーフフレーム、第１のフレーム、ボンベブラケット取付台の周辺を示す後方視断面図。
【符号の説明】
１・・・バス
２・・・ボンベ搭載用機構
２ａ・・カバー
３・・・ボンベ
４・・・屋根（ルーフ）
５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・ルーフフレーム
６・・・第１フレーム
７・・・第１のスティフナ
８ａ、８ｂ、８ｃ・・第２のスティフナ
１４・・屋根（ルーフ）
１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・ルーフフレーム
１８・・ボンベブラケット
２０・・ボンベブラケット取付台
２１・・ボルト
２２・・横梁
２３・・縦梁
２４・・ブラケット
２５・・ボンベブラケット取付け孔
２６・・ルーフフレーム取付けブラケット孔
２６ａ・・ルーフフレーム取付け孔
３０・・充填配管
３０ａ・・ガス注入栓
３１・・充填口
３２・・結露防止材

Claims

屋根（４）の上に圧縮天然ガスボンベ（３）を搭載したバス（１）において、屋根（４）の上にボンベ搭載用機構（２）を有しており、該ボンベ搭載用機構（２）は、バスの屋根（４）の室内側にバスの中心軸と直交する方向に配置された複数のルーフフレーム（５）と、バスの屋根（４）の左右両端部で中心軸と平行な方向に配置され、前記ルーフフレーム（５）をまたぐ様に配置され、そして、圧縮天然ガスボンベ（３）の重量を支持する構造部材として機能する一対の第１フレーム（６、６）と、前記ルーフフレーム（５）間の間隔を保持し且つ前記ルーフフレーム（５）同士を連結するリブとして作用する第１のスティフナ（７）と、前記第１フレーム（６）に連結されるボンベブラケット取付台（２０）、とを備えており、前記第１フレーム（６）は、屋根（４）、ルーフフレーム（５）、第２のスティフナ（８）と結合されており、前記ボンベブラケット取付台（２０）には、ボンベブラケット（１８）を結合するための結合手段の一部が形成されていることを特徴とするバス。
第１フレーム（６）は、リベットにより、屋根（４）、ルーフフレーム（５）、第２のスティフナ（８）と結合されている請求項１のバス。
屋根（１４）の上に圧縮天然ガスボンベ（３）を搭載したバス（１）において、屋根（４）の上にボンベ搭載用機構（２）を有しており、該ボンベ搭載用機構（２）は、バスの屋根（１４）の左右両端部で中心軸と平行な方向に配置され、屋根（１４）の室内側にバスの中心軸と直交する方向に配置された複数のルーフフレーム（１５）と、該ルーフフレーム（１５）をまたぐ様に配置され、且つ、圧縮天然ガスボンベ（３）の重量を支持する構造部材として機能する複数の第１フレーム（１６、１６）と、該第１フレーム（１６）に連結されるボンベブラケット取付台（２０）、とを備えており、前記第１フレーム（１６）は、前記ルーフフレーム（１５）と結合されており、前記ボンベブラケット取付台（２０）には、ボンベブラケット（１８）を結合するための結合手段の一部が形成されていることを特徴とするバス。
第１フレーム（６、１６）は、圧縮天然ガスボンベ（３）、ボンベブラケット（１８）及びボンベブラケット取付台（２０）の全重量を支持するのに十分な強度を有する結合部材により、ルーフフレーム（５，１５）と結合されている請求項３のバス。
ボンベブラケット取付台（２０）に形成されるボンベブラケット（１８）を結合するための結合手段の一部は、ボルト挿入用の貫通孔（２６a）である請求項１〜４の何れか１項のバス。
側面にガス充填口（３１）が設けられ、その内部のガス注入栓（３０ａ）と圧縮天然ガスボンベ（３）との間は充填配管（３０）で連通しており、バスの室内の床から天井までの領域に対応する充填配管（３０）の範囲は結露防止材（３２）で包囲されている請求項１〜５の何れか１項のバス。