JP3354917B2 - 大型バスのフレーム構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大型バスのフレー
ム構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１及び図１２は従来の大型バスにお
ける前方側のフレーム構造の一例を示すもので、ここに
図示している例では、第一のクロスメンバ１と第二のク
ロスメンバ２の間が運転席支持区間５を成し、第二のク
ロスメンバ２と第三のクロスメンバ３の間が燃料タンク
支持区間６を成し、第三のクロスメンバ３と第四のクロ
スメンバ４の間がフロントサスペンション区間７を成
し、第四のクロスメンバ４以降が座席支持区間８を成す
ようになっている。

【０００３】第一のクロスメンバ１と第二のクロスメン
バ２との間は、複数本の角チューブを組み付けて成る左
右のトラス構造９により連結され、第二のクロスメンバ
２と第三のクロスメンバ３との間も左右のトラス構造１
０により連結されるようになっており、これらトラス構
造９，１０の左右相互間は、前記の第一〜第三のクロス
メンバ１，２，３以外の連結材によっても連結されるよ
うになっている。

【０００４】また、第三のクロスメンバ３と第四のクロ
スメンバ４との間は、複数本の角チューブを組み付けて
成る左右のトラス構造１１と、独立懸架式のエアサスペ
ンションのサスペンションアーム１２（図１１参照：但
し図１１中ではアッパ側のみを示している）を傾動自在
に支持するためのサスペンションアーム支持架構１３
と、左右のエアスプリング１４（図１１参照）により支
えられるビーム１５とにより連結されるようになってい
る。

【０００５】ここで、第三のクロスメンバ３と第四のク
ロスメンバ４との間に配置されるトラス構造１１の具体
的な構造につき補足して説明すると、このトラス構造１
１は、第三のクロスメンバ３と第四のクロスメンバ４と
の間を渡る水平材１１ａと、該水平材１１ａの長手方向
中央部から第三のクロスメンバ３及び第四のクロスメン
バ４の夫々の下側部に向け斜めに渡された斜材１１ｂ，
１１ｃと、該各斜材１１ｂ，１１ｃの中途部間を連結す
る水平材１１ｄと、該水平材１１ｄの長手方向中央部と
前記水平材１１ａの中央部との間を連結する垂直材１１
ｅと、前記各斜材１１ｂ，１１ｃの中途部と前記水平材
１１ａの長手歩行両端部との間を斜めに連結する斜材１
１ｆ，１１ｇとにより構成されている。

【０００６】また、サスペンションアーム支持架構１３
の具体的な構造につき補足して説明すると、このサスペ
ンションアーム支持架構１３は、アッパ側のサスペンシ
ョンアーム１２（図１１参照）の基端部が枢着されるブ
ラケット１３ａを装備した上部構造１３Ａと、ロア側の
サスペンションアーム（図示せず）の基端部が枢着され
るブラケット１３ｂを装備した下部構造１３Ｂと、これ
ら上部構造１３Ａと下部構造１３Ｂとを連結するサポー
ト部材１３Ｃとにより構成されており、前記上部構造１
３Ａは、その前後位置においてＶ字状に分岐して第三の
クロスメンバ３及び第四のクロスメンバ４の夫々に対し
二箇所ずつ連結されるようになっており、他方、前記下
部構造１３Ｂは、車幅方向の中央を車両前後方向に延び
て第三のクロスメンバ３及び第四のクロスメンバ４の夫
々の下部構造３Ａ，４Ａに対し連結されるようになって
いる。

【０００７】尚、第四のクロスメンバ４以降の図示しな
いクロスメンバの相互間は、複数本の角チューブを組み
付けて成る左右のトラス構造や、図示しない上方位置に
架設される床支持骨格などにより連結されるようになっ
ており、該床支持骨格の上方に床部材や座席が設置され
且つその下方の床下スペースにはエアコンのサブエンジ
ン室や荷物室が形成されるようになっている。

【０００８】図中１６は乗客が乗り降りするためのステ
ップを補強するための補助クロスメンバ、１７はパワー
ステアリングギヤボックス装着用ブラケット、１８はフ
ロントタイヤを夫々示している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来構造においては、運転席支持区間５から燃料タンク
支持区間６にかけての前方構造が、角チューブによるト
ラス構造９，１０を主体としたものとなっていたため、
正面衝突時に運転席付近に車両前後方向の圧縮変形（潰
れ圧縮変形）が起こる虞れがあり、運転席付近の圧縮変
形をより確実に抑制し得るようにして運転者の安全性を
従来以上に高めることが検討されているが、運転席付近
ばかりを補強してしまうと、前方構造にて衝突エネルギ
が吸収されないまま直後のフロントサスペンション区間
７に大きな荷重が入力されることになるので、この際に
フロントサスペンション区間７でサスペンションアーム
支持架構１３の下部構造１３Ｂが突っ張ることにより、
特に第三のクロスメンバ３の下部構造３Ａの中央部分に
大きな荷重が作用し、この部分に変形が起こることが懸
念された。

【００１０】即ち、第四のクロスメンバ４側の下部構造
４Ａは、これ以降の床下スペースにおける図示しないト
ラス構造を強化することにより容易に補強できるが、第
三のクロスメンバ３側の下部構造３Ａは、その前方の燃
料タンク支持区間６におけるトラス構造を強化すること
が困難であったため、運転席付近を強固に補強すること
によりフロントサスペンション区間７に大きな荷重が入
力されると、第三のクロスメンバ３側の下部構造３Ａに
変形が起こり易くなることが想定されたのである。

【００１１】尚、燃料タンク支持区間６におけるトラス
構造を強化することが困難である理由は、燃料タンク支
持区間６より前側の区間が、比較的高い位置に座席を確
保するようにした座席支持区間８側と比較して床面高さ
が低くなっているので、この区間における配管や配線な
どを配置するスペース的な余裕が厳しく、しかも、これ
らの保守点検時に作業員の容易なアクセス性を確保する
必要があるため、あまり複雑なトラス構造を組めないと
いう事情があるからである。

【００１２】そして、図１３及び図１４に詳細に示す如
く、従来における第三のクロスメンバ３の下部構造３Ａ
は、前述したトラス構造１１（図１２参照）の水平材１
１ａと斜材１１ｃとを受けている左右一対の縦柱３ａの
下端部を連結して車幅方向に延びる角チューブ３ｘと、
該角チューブ３ｘの中央部付近の下面に溶接されたＵ字
型断面（図１４参照）の受け部材３ｘ’とにより構成さ
れており、この受け部材３ｘ’の中央に前記サスペンシ
ョンアーム支持架構１３の下部構造１３Ｂを連結するよ
うにしていたため、この下部構造１３Ｂが連結される部
分には、前方構造の補強を想定した格別な補強が施され
ておらず、しかも、前記受け部材３ｘ’の両端部におけ
る強度断面積が急激に減少する部分で応力集中が起こり
易い構造となっていた。

【００１３】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、第三のクロスメンバより前方の構造を補強しても、
正面衝突時に第三のクロスメンバの下部構造に変形や応
力集中が起こらないようにすることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、第一のクロス
メンバと第二のクロスメンバの間を運転席支持区間と
し、第二のクロスメンバと第三のクロスメンバの間を燃
料タンク支持区間とし、第三のクロスメンバと第四のク
ロスメンバの間をフロントサスペンション区間とし、第
四のクロスメンバ以降を座席支持区間とした大型バスの
フレーム構造において、上段側から下段側にかけて段階
的に長さ寸法が車幅方向中央寄りに短くなるようにした
複数段の角チューブを一体的に溶接して第三のクロスメ
ンバの下部構造を構成し、フロントサスペンション区間
に配置されるサスペンションアーム支持架構の下部構造
を前記第三のクロスメンバの下部構造の中央部分に対し
連結したことを特徴とするものである。

【００１５】従って、本発明では、複数段の角チューブ
を一体的に溶接した構造の採用により、各段の角チュー
ブの境界部に二重の隔壁が形成されて第三のクロスメン
バの下部構造の強度が大幅に向上され、特に該下部構造
の中央部分が最も強度の高い部分として補強されるの
で、正面衝突時にフロントサスペンション区間でサスペ
ンションアーム支持架構の下部構造が突っ張ることによ
り第三のクロスメンバの下部構造の中央部分に大きな荷
重が作用しても、この部分に変形が起こることが抑制さ
れる。

【００１６】しかも、角チューブが上段側から下段側に
かけて段階的に長さ寸法が車幅方向中央寄りに短くなる
ようにしてあるので、第三のクロスメンバの下部構造の
強度断面積が車幅方向の中央部分から両端へ向け徐々に
減少されることになり、応力集中の起こり易い強度断面
積の急激な減少部分の形成が回避され、正面衝突時の衝
突エネルギにより第三のクロスメンバの下部構造に応力
集中が起こることが防止される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１８】図１〜図１０は本発明を実施する形態の一
例を示すもので、図１１及び図１２と同一の符号を付し
た部分は同一物を表わしている。

【００１９】図１及び図２に示す如く、本形態例の大型
バスのフレーム構造においては、運転席支持区間５から
燃料タンク支持区間６に亘る範囲を、車両前後方向に延
びる厚肉チャンネル材から成る第一のサイドレール１９
を採用して補強すると共に、フロントサスペンション区
間７についても、前記第一のサイドレール１９より車両
前後方向の座屈強度が低い厚肉チャンネル材から成る第
二のサイドレール２０を採用して補強するようにした場
合で例示している。

【００２０】即ち、第一のサイドレール１９は、従来の
トラス構造９，１０（図１１及び図１２参照）に替えて
配置され、第一のクロスメンバ１と第三のクロスメンバ
３との間を第二のクロスメンバ２を貫通して連結するよ
うになっており、より具体的には、図３に示す如く、第
二のクロスメンバ２の一部を構成している横梁２ａ，２
ｂ間を通過し且つ該各横梁２ａ，２ｂに対しガセット２
１を介して溶接固定されるようになっている。

【００２１】ここで、このガセット２１は、第一のサイ
ドレール１９の車幅方向外側面に対し背中合せで溶接さ
れて逆向きに溝形を成し且つその上下面を第二のクロス
メンバ２の横梁２ａ，２ｂに対し溶接されるようになっ
ている。

【００２２】また、図４に示す如く、第一のサイドレー
ル１９の後端部は、第三のクロスメンバ３の一部を構成
している左右一対の縦柱３ａの前面に対し夫々溶接され
ており、この第三のクロスメンバ３の後端部が溶接され
ている位置の直下には、車両前後方向から見て閉断面を
成すボックス構造を有し且つ第一のサイドレール１９の
下面に対し自身の上面を溶接されて後端面を前記縦柱３
ａの前面に対し溶接されたガセット２２が設けられてい
る。

【００２３】これら第一のサイドレール１９の後端部と
前記ガセット２２の車幅方向外側面には、該各外側面に
沿う平板状を成して後方へ向け拡張し且つ前記第一のサ
イドレール１９の後端部と前記ガセット２２の各外側面
に対し自身の内側面を溶接されて後端面を前記縦柱３ａ
の前面に対し溶接されたガセット２３が設けられてい
る。

【００２４】また、特に図２に示されているように、第
二のサイドレール２０は、前記第一のサイドレール１９
に対し車両前後方向に略一直線状に連続し、しかも、従
来のトラス構造１１における各斜材１１ｂ，１１ｃの中
途部間を連結していた水平材１１ｄ（図１２参照）を兼
用するように配置され、この水平材１１ｄを除いたトラ
ス構造１１と一体的に組み付けられて第三のクロスメン
バ３と第四のクロスメンバ４との間を連結するようにな
っている。

【００２５】即ち、第二のサイドレール２０の上面に対
し各斜材１１ｆ，１１ｇと垂直材１１ｅの下端が夫々溶
接されていると共に、各斜材１１ｂ，１１ｃの第二のサ
イドレール２０と重合する部分が分割構成されて第二の
サイドレール２０の溝形内部にて溶接固定されるように
なっており、この第二のサイドレール２０の溝形内部に
溶接された各斜材１１ｂ，１１ｃの中間部分と略一直線
状に連続するように各斜材１１ｂ，１１ｃの上側部分と
下側部分とが第二のサイドレール２０の上下面に対し夫
々溶接されるようにしてある。

【００２６】そして、図５に示す如く、第二のサイドレ
ール２０の前端部は、第三のクロスメンバ３における左
右一対の縦柱３ａの後面に対し夫々溶接されており、こ
の第三のクロスメンバ３の前端部の車幅方向外側面に
は、該外側面に沿う平板状を成して前方へ向け拡張し且
つ前記第二のサイドレール２０の前端部の車幅方向外側
面に対し自身の内側面を溶接されて前端面を前記縦柱３
ａの後面に対し溶接されたガセット２４が設けられてい
る。

【００２７】ここで、この図５に示されている第三のク
ロスメンバ３の下部構造３Ａは、上段側から下段側にか
けて段階的に長さ寸法が車幅方向中央寄りに短くなるよ
うにした複数段の角チューブ３ｘ，３ｙ，３ｚを一体的
に溶接して構成されるようになっており、このような構
造を採用したことによって、図６に示す如く、各段の角
チューブ３ｘ，３ｙ，３ｚの境界部に二重の隔壁が形成
されるようにしてある。

【００２８】尚、最上段の角チューブ３ｘは、実質的に
第三のクロスメンバ３全体の下端強度を担うものとなる
ので、その長さ寸法は第三のクロスメンバ３の全幅と略
等しいものとなっており、また、これより長さ寸法が車
幅方向中央寄りに短くなっている二段目及び三段目の角
チューブ３ｙ，３ｚの両端部は、この両端部において急
激な段差部分が形成されないよう車幅方向外側に向け徐
々に厚さ寸法（高さ寸法）が上側寄りに漸減するように
してある。

【００２９】そして、このように構成された第三のクロ
スメンバ３の下部構造３Ａの中央部分に対しては、サス
ペンションアーム支持架構１３の下部構造１３Ｂが溶接
により連結されるようになっている。

【００３０】また、第三のクロスメンバ３の下部構造３
Ａに対するサスペンションアーム支持架構１３の下部構
造１３Ｂの連結位置には、該下部構造１３Ｂの上面と前
記下部構造３Ａの後面とが成す隅部に対し溶接されたガ
セット２７が設けられており、図７〜図９に示す如く、
このガセット２７は、サスペンションアーム支持架構１
３の下部構造１３Ｂの上面と前記第三のクロスメンバ３
の下部構造３Ａの後面とが成す隅部に対し傾斜状態で溶
接されて前記隅部に車幅方向へ横臥した三角柱空間を画
定する斜板部２７ａと、該斜板部２７ａにより画定され
た三角柱空間の両側を塞ぐ三角形状の側板部２７ｂとか
ら成り、図示する例においては、斜板部２７ａと側板部
２７ｂとが一体的に形成されたものとなっている。

【００３１】一方、図１０に示す如く、第二のサイドレ
ール２０の後端部は、第四のクロスメンバ４の一部を構
成している左右一対の縦柱４ａの前面に対し夫々溶接さ
れており、この第二のサイドレール２０の後端部の車幅
方向外側面には、該外側面に沿う平板状を成して後方へ
向け拡張し且つ前記第二のサイドレール２０の後端部の
車幅方向外側面に対し自身の内側面を溶接されて後端面
を前記縦柱４ａの前面に対し溶接されたガセット２５が
設けられている。

【００３２】ここで、この図１０に示されている第四の
クロスメンバの下部構造４Ａは、前述したトラス構造１
１（図２参照）の水平材１１ａと斜材１１ｃの下側部分
とを受けている左右一対の縦柱４ａの下端部を連結して
車幅方向に延びる角チューブ４ｘと、該角チューブ４ｘ
の中央部付近に溶接された平板状の受け部材４ｘ’とに
より比較的簡易に構成されているが、この部分の強度向
上については、直後の床下スペースにおける図示しない
トラス構造を強化することにより対処するようにしてあ
る。

【００３３】尚、図中２６は第二のサイドレール２０の
下方に配置されるサスペンションアーム支持架構１３の
上部構造１３Ａと第二のサイドレール２０の前端部下面
との間の隙間に介装されたスペーサ、２８は運転席支持
区間５における第一のサイドレール１９の夫々の車幅方
向外側に配設されて第一のクロスメンバ１と第二のクロ
スメンバ２との間を連結する補助レール、２９は燃料タ
ンク支持区間６における第一のサイドレール１９の夫々
の直上位置に配設されて第二のクロスメンバ２と第三の
クロスメンバ３との間を連結する補助レールを夫々示し
ている。

【００３４】而して、このように第三のクロスメンバ３
の下部構造３Ａを構成すれば、複数段の角チューブ３
ｘ，３ｙ，３ｚを一体的に溶接した構造の採用により、
各段の角チューブ３ｘ，３ｙ，３ｚの境界部に二重の隔
壁が形成されて第三のクロスメンバ３の下部構造３Ａの
強度が大幅に向上され、特に該下部構造３Ａの中央部分
が最も強度の高い部分として補強されるので、正面衝突
時にフロントサスペンション区間７でサスペンションア
ーム支持架構１３の下部構造１３Ｂが突っ張ることによ
り第三のクロスメンバ３の下部構造３Ａの中央部分に大
きな荷重が作用しても、この下部構造３Ａの中央部分に
変形が起こることが抑制される。

【００３５】しかも、角チューブ３ｘ，３ｙ，３ｚが上
段側から下段側にかけて段階的に長さ寸法が車幅方向中
央寄りに短くなるようにしてあるので、第三のクロスメ
ンバの下部構造の強度断面積が車幅方向の中央部分から
両端へ向け徐々に減少されることになり、応力集中の起
こり易い強度断面積の急激な減少部分の形成が回避さ
れ、正面衝突時の衝突エネルギにより第三のクロスメン
バ３の下部構造３Ａに応力集中が起こることが防止され
る。

【００３６】尚、特に図示している例においては、第三
のクロスメンバ３に対するサスペンションアーム支持架
構１３の下部構造１３Ｂの連結位置にガセット２７を設
けているので、正面衝突時に第三のクロスメンバ３に入
力された衝突エネルギがガセット２７を介しサスペンシ
ョンアーム支持架構１３の下部構造１３Ｂに効率良く伝
達され、第三のクロスメンバ３に対するサスペンション
アーム支持架構１３の下部構造１３Ｂの連結部分におけ
る応力集中がより確実に回避されることになる。

【００３７】従って、上記形態例によれば、各段の角チ
ューブ３ｘ，３ｙ，３ｚの境界部に二重の隔壁を形成し
て第三のクロスメンバ３の下部構造３Ａの強度を大幅に
向上することができるので、正面衝突時にフロントサス
ペンション区間７でサスペンションアーム支持架構１３
の下部構造１３Ｂが突っ張ることにより第三のクロスメ
ンバ３の下部構造３Ａの中央部分に大きな荷重が作用し
ても、この部分の変形を著しく抑制することができ、し
かも、応力集中の起こり易い強度断面積の急激な減少部
分の形成を回避し得て、正面衝突時の衝突エネルギによ
り第三のクロスメンバ３の下部構造３Ａに応力集中が起
こることを確実に防止することもできる。

【００３８】これにより、例えば本形態例に示した如
く、第三のクロスメンバ３より前方の運転席支持区間５
から燃料タンク支持区間６に亘る範囲とフロントサスペ
ンション区間７とを第一のサイドレール１９及び第二の
サイドレール２０などにより強固に補強しても、正面衝
突時に第三のクロスメンバ３の下部構造３Ａに変形や応
力集中が起こらないようにすることができる。

【００３９】尚、本発明の大型バスのフレーム構造は、
上述の形態例にのみ限定されるものではなく、運転席支
持区間から燃料タンク支持区間にかけての補強構造には
図示以外の構造を採用しても良いこと、その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得る
ことは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】上記した本発明の大型バスのフレーム構
造によれば、各段の角チューブの境界部に二重の隔壁を
形成して第三のクロスメンバの下部構造の強度を大幅に
向上することができるので、正面衝突時にフロントサス
ペンション区間でサスペンションアーム支持架構の下部
構造が突っ張ることにより第三のクロスメンバの下部構
造の中央部分に大きな荷重が作用しても、この部分の変
形を著しく抑制することができ、しかも、応力集中の起
こり易い強度断面積の急激な減少部分の形成を回避し得
て、正面衝突時の衝突エネルギにより第三のクロスメン
バの下部構造に応力集中が起こることを確実に防止する
こともできるので、例えば第三のクロスメンバより前方
の構造を強固に補強したような場合であっても、正面衝
突時に第三のクロスメンバの下部構造に変形や応力集中
が起こらないようにすることができるという優れた効果
を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す平面図であ
る。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向の矢視図である。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ方向の矢視図である。

【図５】図２のＶ−Ｖ方向の矢視図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向の矢視図である。

【図７】サスペンションアーム支持架構の下部構造と第
三のクロスメンバとの間に設けたガセットの側面図であ
る。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向の矢視図であ
る。

【図９】図８のガセットの斜視図である。

【図１０】図２のＸ−Ｘ方向の矢視図である。

【図１１】従来例を示す平面図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ方向の矢視図であ
る。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ方向の矢視図で
ある。

【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ方向の矢視図であ
る。

【符号の説明】

１ 第一のクロスメンバ ２ 第二のクロスメンバ ３ 第三のクロスメンバ ３Ａ 下部構造 ３ｘ 角チューブ ３ｙ 角チューブ ３ｚ 角チューブ ４ 第四のクロスメンバ ５ 運転席支持区間 ６ 燃料タンク支持区間 ７ フロントサスペンション区間 ８ 座席支持区間 １３ サスペンションアーム支持架構 １３Ｂ 下部構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−91147（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−348835（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−286（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 21/02 B62D 25/20 B62D 31/02 B62D 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一のクロスメンバと第二のクロスメン
   バの間を運転席支持区間とし、第二のクロスメンバと第
   三のクロスメンバの間を燃料タンク支持区間とし、第三
   のクロスメンバと第四のクロスメンバの間をフロントサ
   スペンション区間とし、第四のクロスメンバ以降を座席
   支持区間とした大型バスのフレーム構造において、上段
   側から下段側にかけて段階的に長さ寸法が車幅方向中央
   寄りに短くなるようにした複数段の角チューブを一体的
   に溶接して第三のクロスメンバの下部構造を構成し、フ
   ロントサスペンション区間に配置されるサスペンション
   アーム支持架構の下部構造を前記第三のクロスメンバの
   下部構造の中央部分に対し連結したことを特徴とする大
   型バスのフレーム構造。