JP3690783B2 - バス - Google Patents
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Description
【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 (6)
- 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。
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