特開 2024-166604 連節バス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166604

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】連節バス

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/00 20060101AFI20241122BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20241122BHJP

   B60K 11/04 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

B60K1/00 ZHV

B60K1/04 A

B60K11/04 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082808

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】521537852

【氏名又は名称】ダイムラー トラック エージー

(74)【代理人】

【識別番号】110003937

【氏名又は名称】弁理士法人前川知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】工藤 智康

【テーマコード（参考）】

3D038

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D038AA10

3D038AB02

3D038AC01

3D038AC03

3D038AC22

3D235AA05

3D235BB17

3D235BB24

3D235BB36

3D235BB45

3D235BB53

3D235CC12

3D235CC14

3D235DD12

3D235DD24

3D235FF25

3D235HH16

(57)【要約】

【課題】後続車両を効率よく利用できる連節バスを提供する。
【解決手段】駆動輪を有する先頭車両と、先頭車両に後続し、乗客が搭乗する後続車両と、先頭車両と、後続車両との間に配置され、先頭車両と、後続車両とを揺動可能に連節する連節部と、を備える連節バスであって、先頭車両は、駆動輪に駆動力を供給する電動モータと、電動モータへ電力を供給するバッテリとを含む動力発生部を備える、連節バス。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動輪を有する先頭車両と、
前記先頭車両に後続し、乗客が搭乗する後続車両と、
前記先頭車両と、前記後続車両との間に配置され、前記先頭車両と、前記後続車両とを揺動可能に連節する連節部と、を備える連節バスであって、
前記先頭車両は、電動モータと、前記電動モータへ電力を供給するバッテリとを含み、前記駆動輪に駆動力を供給する動力発生部を備える、連節バス。

【請求項2】

前記連節部は、前記動力発生部の少なくとも一部を冷却する冷却システムをさらに備える、請求項１記載の連節バス。

【請求項3】

前記冷却システムは、熱交換部を備えており、
前記熱交換部は、冷媒が流通するラジエータと、前記ラジエータに送風するファンとを備え、前記動力発生部で発生した熱を前記冷媒を介して冷却する、請求項２記載の連節バス。

【請求項4】

前記熱交換部は、前記連節部の天井部に設けられることを特徴とする、請求項３記載の連節バス。

【請求項5】

前記熱交換部は、前記連節部の底部に設けられることを特徴とする、請求項３記載の連節バス。

【請求項6】

前記バッテリは、交換可能な交換式バッテリであり、
前記先頭車両には、前記バッテリの交換を可能とする開閉扉をさらに備える、請求項１記載の連節バス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、連節バスに関するものである。

【背景技術】

【0002】

市街地における輸送効率を向上させるため、先頭車両と、その先頭車両に後続する後続車両とを連節した連節バスが知られている。このような連節バスは、先頭車両の後端部にエンジンなどの駆動源を搭載して、先頭車両により後続車両を牽引する牽引式連節バスと、後続車両の後端部にエンジンなどの駆動源を搭載して、その後続車両により先頭車両を押すプッシャー式連節バスとが知られている。また、特許文献１に示すように、連節バスにおいて、排ガスの低排出化を目的として、エンジンと、電動モータとを駆動源とするハイブリッドシステムを利用したり、電動モータを駆動源とする電動バスが採用されるようになってきた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－００１４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、プッシャー式の連節バスにハイブリッドシステムを搭載する場合であって、電動モータをエンジンと同様に後続車両の後端部に配置し、ＨＶバッテリを先頭車両の屋根上に配置している。このような構成とすると、ＨＶバッテリが後続車両の屋根上に配置される場合に比べて、後続車両に対する先頭車両の重量割合が大きくなる。これにより、操舵輪の軸重不足による操縦安定性の低下を抑制している。

【0005】

しかしながら、特許文献１の技術では、エンジンや電動発電機を含むハイブリッドシステムを後続車両の後端部に配置するため、後端部を低床化することが困難であると共に、後続車両の客室空間を大きくするには、改善の余地があった。

【0006】

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、後続車両を効率よく利用できる連節バスを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様、又は適用例として実現することができる。

【0008】

本適用例に係る連節バスは、駆動輪を有する先頭車両と、前記先頭車両に後続し、乗客が搭乗する後続車両と、前記先頭車両と、前記後続車両との間に配置され、前記先頭車両と、前記後続車両とを揺動可能に連節する連節部と、を備える連節バスであって、前記先頭車両は、前記駆動輪に駆動力を供給する電動モータと、前記電動モータへ電力を供給するバッテリとを含む動力発生部を備える。

【0009】

本適用例によれば、先頭車両に動力発生部が備えられるため、後続車両の客室空間を形成する床面には、座席が設けられる他に乗客が通行する範囲に段差がなく、さらに、その床面を低く配置することができる。そのため、後続車両については、ノンステップ化に加えて、客室空間を最大限確保することができる。これにより、後続車両を効率よく利用できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】連節バスの構成を示す概略図である。

【図2】連節バスを車高方向に沿って上方から見た場合の構成を示す概略断面図である。

【図3】図２に示す連節部の周辺を拡大した概略断面図である。

【図4】連節バスの連節部をその連節バスの前方から見た場合の構成を示す概略断面図である。

【図5】連節バスの冷却システムの構成を概念的示すブロック図である。

【図6】連節バスを車幅方向に沿って見た場合の構成の一部を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．連節バスの全体構成
初めに、図１、及び図２を参照して、連節バス１０の全体の構成を説明する。図１は、連節バス１０の構成を示す概略図である。図２は、連節バス１０を車高方向に沿って上方から見た場合の構成を示す概略断面図である。図２は、具体的に、連節バス１０を水平面Ｈ（図１参照）に沿って切断し、その連節バス１０を車高方向に沿って上方から見た場合の構成を示す概略断面図である。

【0012】

また、以下の記載において、連節バス１０の車長方向をＸ方向と記載することがある。また、以下の記載において、連節バス１０の車高方向をＺ方向、又は鉛直方向と記載することがある。さらに、以下の記載において、連節バス１０の車幅方向をＹ方向と記載することがある。さらにまた、以下の記載において、水平面をＸＹ平面として記載することがある。また、以下の記載において、車長方向及び鉛直方向を含む平面である車長方向鉛直面をＹＺ平面として記載することがある。さらに、以下の記載において、車幅方向及び鉛直方向を含む平面である車幅方向鉛直面をＸＺ平面として記載することがある。

【0013】

本実施形態の連節バス１０は、先頭車両１２、後続車両１４、及び連節部１６から構成されるバスであって、後述する電動モータ３０の動力によって走行する電動バスに該当する。

【0014】

先頭車両１２は、連節バス１０の車長方向の前方に位置する車両、具体的には、連節バス１０の先頭の車両であって、後続車両１４を牽引する車両でもある。

【0015】

先頭車両１２は、運転席２０、ステアリングホイール２２、第１車輪２４、及び第２車輪２６等を備える。さらに、先頭車両１２は、動力発生部３２としての、走行用バッテリ２８（以下、単に「バッテリ」と記載する）、及び電動モータ（以下、単に「モータ」と記載する）３０等を備える。

【0016】

運転席２０と対向するステアリングホイール２２は、操舵機構（図示は省略）を介して、第１車輪２４と機械的に連結される。そのため、第１車輪２４は、操舵輪である。

【0017】

バッテリ２８は、連節バス１０の各種コンポーネントと電気的に接続される。バッテリ２８は、少なくともモータ３０と電気的に接続される。バッテリ２８は、具体的に、直流と、交流との双方向の変換に対応するインバータを介して、モータ３０と電気的に接続される。

【0018】

また、バッテリ２８は、モータ３０に電力を供給する比較的高電圧（例えば２００Ｖ）のバッテリである。なお、図示しないが、連節バス１０には、電装品等に電力を供給するための比較的低電圧（例えば２４Ｖ又は１２Ｖ）のバッテリも搭載されている。

【0019】

さらに、バッテリ２８は、先頭車両１２内において、その先頭車両１２の後方、言い換えると、連節部１６の近傍に配置される。また、バッテリ２８の位置については、運転席２０に座る者、つまり、連節バス１０の運転者のバックミラー３４越しの視界Ｓを遮らないように、運転席２０の上方端部よりも下方に配置されるのが好ましい。さらに、バッテリ２８は、交換式のバッテリであって、先頭車両１２内に対して、先頭車両１２の外からの取り付け、及び先頭車両１２の外への取り外しが可能とされる。

【0020】

モータ３０は、電動機、及び発電機として機能するモータジェネレータであって、そのモータ３０は、伝達機構３６を介して、第２車輪２６と機械的に連結される。また、モータ３０は、上述したように、バッテリ２８と電気的に接続される。なお、モータ３０は、先頭車両１２において、運転席２０よりも下方の床下に配置される。

【0021】

バッテリ２８からモータ３０に電力が供給される場合、つまり、モータ３０が電動機として機能する場合、モータ３０は、バッテリ２８から供給される電力を駆動力へと変換し、その駆動力を伝達機構３６を介して、第２車輪２６に供給する。つまり、動力発生部３２から駆動力が供給される第２車輪２６は、駆動輪である。

【0022】

一方、連節バス１０が減速時等で回生運転を行う場合、つまり、モータ３０が発電機として機能する場合、モータ３０は、第２車輪２６の回転力を電力へと変換し、その電力をバッテリ２８に供給する。この場合、バッテリ２８が充電される。

【0023】

また、先頭車両１２の後面には、第１通路用開口部３８が形成されている。さらに、先頭車両１２の側面には、運転者が先頭車両１２に対して、乗り降りするための第１乗降口４０が設けられ、その第１乗降口４０には、第１開閉扉４２が設けられている。

【0024】

さらに、先頭車両１２の側面には、先頭車両１２内に対するバッテリ２８の取り付け、及び取り外し、言い換えると、バッテリ２８の交換を可能とするための交換口４４が設けられ、その交換口４４には、第２開閉扉４６が設けられている。

【0025】

後続車両１４は、先頭車両１２に直接的に後続し、先頭車両１２に牽引される従動車両である。後続車両１４は、座席６０、第３車輪６２、及び第４車輪６４等を備える。第３車輪６２、及び第４車輪６４は、従動輪である。

【0026】

また、後続車両１４の前面には、第２通路用開口部６６が形成されている。さらに、後続車両１４の側面には、乗客が後続車両１４に対して、乗り降りするための第２乗降口６８が設けられ、その第２乗降口６８には、グライドスライド式の開閉扉（グライドスライドドア）７０が設けられている。

【0027】

後続車両１４は、乗客専用の車両である。後続車両１４内部に形成される客室空間は車長方向に長い略直方体をなしている。客室空間を形成する床面は、各座席６０が設けられている他には乗客が通行する範囲に段差がなく、乗客は第２乗降口６８からいわゆるノンステップでの乗降が可能である。

【0028】

次に、図１～図４、特に、図３、及び図４を参照して、連節バス１０の連節部１６の具体的な構成を説明する。図３は、図２に示す連節部１６の周辺を拡大した概略図である。図４は、連節バス１０の連節部１６をその連節バス１０の前方から後方に向かって見た場合の構成を示す概略断面図である。図４は、具体的に、連節バス１０の連節部１６を鉛直面Ｖ（図１～図３参照）に沿って切断し、その連節部１６を連節バス１０の前方から見た場合の構成を示す概略断面図である。

【0029】

連節部１６は、先頭車両１２と、後続車両１４との間に配置され、先頭車両１２と、後続車両１４とを揺動可能に連節する。連節部１６は、連節機構部９０、通路部１００、及び幌１０２を備える。

【0030】

連節機構部９０は、第１連結部９２、第２連結部９４、軸部９６、及び保持部９８を含む。第１連結部９２は、水平方向に沿って延びる板状部材であって、その第１連結部９２には、車高方向に延びる貫通孔（図示は省略）が形成されている。また、第１連結部９２は、貫通孔が後続車両１４側に位置するように、先頭車両１２の第１通路用開口部３８のフレーム３８ａと接続される。フレーム３８ａは、具体的に、先頭車両１２の第１通路用開口部３８を形成するフレームのうち、第１通路用開口部３８の下方端部に位置し、車幅方向に沿って延びるフレームである。

【0031】

第２連結部９４は、第１連結部９２と同様の板状部材である。第２連結部９４は、貫通孔が先頭車両１２側に位置するように、後続車両１４の第２通路用開口部６６のフレーム６６ａと接続される。フレーム６６ａは、具体的に、後続車両１４の第２通路用開口部６６を形成するフレームのうち、第２通路用開口部６６の下方端部に位置し、車幅方向に沿って延びるフレームである。

【0032】

第１連結部９２の貫通孔、及び第２連結部９４の貫通孔は、車高方向において互いに重なり、これらの貫通孔には、円筒状の軸部９６が挿通される。また、第１連結部９２の貫通孔、及び第２連結部９４の貫通孔から、軸部９６が脱落するのを防止するために、その軸部９６の両端部には、保持部９８が設けられる。これらのことから、第１連結部９２、及び第２連結部９４は、軸部９６を中心として回転することができる。また、このことから、連節機構部９０によれば、先頭車両１２と、後続車両１４とが揺動可能に連節される。なお、連節機構部９０は、例えば、２つの直線状の弾性部材が延長線上で交差するように、フレーム３８ａと、フレーム６６ａとの間に配置されることで構成されてもよい。

【0033】

通路部１００は、先頭車両１２と、後続車両１４とに架け渡されている。通路部１００は、具体的に、先頭車両１２の第１通路用開口部３８と、後続車両１４の第２通路用開口部６６とに架け渡され、連節機構部９０上に載置される。

【0034】

幌１０２は、先頭車両１２後方と、後続車両１４の前方とに取り付けられて、連節機構部９０、及び通路部１００を覆う。幌１０２は、二重構造になっており、外張１０４、及び内張１０６を含む。外張１０４と、内張１０６との間には、空間Ａが形成される。外張１０４は、幌１０２の外形を形成する。

【0035】

内張１０６は、通路部１００とともに、先頭車両１２の第１通路用開口部３８と、後続車両１４の第２通路用開口部６６とに連通される通路空間Ｂを形成する。これらのことから、先頭車両１２、後続車両１４、及び連節部１６内では、一体的な空間が形成されている。

【0036】

２．冷却システム
本実施形態の連節バス１０は、動力発生部３２の少なくとも１部を冷却する、冷却システム１２０をさらに備える。次に、図１～図５、特に、図５を参照して、冷却システム１２０について、説明する。図５は、連節バス１０の冷却システム１２０の構成を概念的示すブロック図である。

【0037】

冷却システム１２０は、循環流路１２２、ポンプ１２４、熱交換部１２６、及び動力発生部３２等により構成される。

【0038】

循環流路１２２は、ポンプ１２４、熱交換部１２６、及び動力発生部３２とで冷媒を循環させるための流路である。そのため、循環流路１２２内は、冷媒で満たされている。なお、冷媒は、例えば冷却水、及び不凍液等の液体である。

【0039】

ポンプ１２４は、電気的に制御可能な汎用のポンプであって、循環流路１２２内の冷媒の流通を促す。循環流路１２２内を冷媒が流通すると、動力発生部３２の有する熱が、その冷媒に移る。つまり、動力発生部３２が冷却される。

【0040】

図５に示す例では、動力発生部３２を個別に冷却するため、冷却システム１２０は、第１循環系統１２０ａ、及び第２循環系統１２０ｂを含む。第１循環系統１２０ａは、循環流路１２２、ポンプ１２４、熱交換部１２６、及びバッテリ２８等により構成され、バッテリ２８が冷却される。第２循環系統１２０ｂは、循環流路１２２、ポンプ１２４、熱交換部１２６、及びモータ３０等により構成され、モータ３０が冷却される。

【0041】

また、熱交換部１２６は、具体的に、ラジエータ１２８、及び第１ファン１３０を含む。さらに、循環流路１２２は、具体的に、ポンプ１２４と、熱交換部１２６のラジエータ１２８と、動力発生部３２とで冷媒を循環させるための流路である。

【0042】

ラジエータ１２８は、そのラジエータ１２８内を流通する冷媒を冷却する。第１ファン１３０は、電気的に制御可能な汎用のファンであって、ラジエータ１２８に送風することで、そのラジエータ１２８を冷却し、ラジエータ１２８内を流通する冷媒の放熱を促す。

【0043】

３．熱交換部の配置
本実施形態の連節部１６には、冷却システム１２０の熱交換部１２６が設けられる。次に、図１～図５、特に、図４を参照して、熱交換部１２６の配置について、説明する。

【0044】

連節部１６は、少なくとも通気口１０８を２つさらに備える。通気口１０８は、空気の通り道であって、連節部１６の外張１０４に対して設けられる。複数の通気口１０８のうちの少なくとも１つは、排気口としての役割を担う。また、複数の通気口１０８のうちの少なくとも１つは、吸気口としての役割を担う。

【0045】

図４に示す本実施形態では、外張１０４の底面１０４ａ、及び外張１０４の天井面１０４ｂのそれぞれに、通気口１０８が２つ設けられる。以下、外張１０４の底面１０４ａに設けられる通気口１０８を第１通気口１０８ａ、外張１０４の天井面１０４ｂに設けられる通気口１０８を第２通気口１０８ｂとして記載することがある。

【0046】

また、連節部１６の底部１６ａには、熱交換部１２６が設けられる。具体的に、熱交換部１２６の第１ファン１３０は、第１通気口１０８ａに設けられ、その第１通気口１０８ａは、吸気口としての役割を担う。

【0047】

通路部１００の空間Ａ内の箇所には、車高方向に延びる貫通孔１３４が形成されている。この貫通孔１３４は、第１通気口１０８ａと、車高方向において重なり、熱交換部１２６のラジエータ１２８は、この貫通孔１３４を覆うように、通路部１００に載置される。

【0048】

第１ファン１３０の動作に伴い、連節バス１０の外の空気は、第１通気口１０８ａを介して、空間Ａに流入する。そのため、ラジエータ１２８は、第１通気口１０８ａから流入する空気に晒されることで、冷却される。

【0049】

図４に示す例では、第２通気口１０８ｂは、排気口としての役割を担う。さらに、第２通気口１０８ｂには、第２ファン１３２が別途設けられる。第２ファン１３２によれば、空間Ａ内の空気の排気が促され、その空気の流速が速くなる。つまり、この場合、ラジエータ１２８の冷却効率が上がる。

【0050】

図示は省略するが、連節バス１０は、ＥＣＵ（engine control unit）等のコンピュータを備えている。ＥＣＵは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。また、ＥＣＵは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリ、及びｅＭＭＣ(embedded Multi Media Card)等の不揮発性メモリから構成される記憶部を含む。連節バス１０の各種コンポーネントの動作、例えば、ポンプ１２４、及び第１ファン１３０、及び第２ファン１３２等の動作は、ＥＣＵの記憶部に記憶されているプログラム、及びデータ等より実現される。

【0051】

図６は、連節バスを車幅方向に沿って見た場合の構成の一部を示す概略断面図である。図６は、具体的に、連節バス１０を車長方向に沿って切断し、その連節バス１０を車幅方向に沿って見た場合の構成を示す概略断面図である。このような、連節バス１０によれば、先頭車両１２に動力発生部３２が備えられるため、後続車両１４の客室空間を形成する床面には、座席６０が設けられる他に乗客が通行する範囲に段差がなく、さらに、その床面を低く配置することができる。そのため、後続車両１４については、ノンステップ化に加え、客室空間を最大限確保することができる。これにより、後続車両１４を効率よく利用できる。

【0052】

また、このような連節バス１０によれば、従来、デッドスペースであった、連節部１６の空間Ａに熱交換部１２６が設けられる。そのため、連節部１６の空間Ａを有効利用しつつ、先頭車両１２、又は後続車両１４内の空間の最大限確保することできる。これにより、先頭車両１２、又は後続車両１４を効率よく利用できる。

【0053】

さらに、このような連節バス１０によれば、連節部１６の底部１６ａに、熱交換部１２６が設けられ外部の空気を空間Ａ内に引き込み、ラジエータ１２８を冷却することができる。連節部１６において外張１０４と内張１０６との間の空間Ａは、通路空間Ｂとは区画されつつ、通気口１０８を介して外部の空気を容易に吸排気可能であり、当該空間Ａ内にラジエータ１２８を配置することでラジエータ１２８を風雨に晒すことなく、外気との熱交換を行うことができる。すなわち、当該構成により、ラジエータ１２８の風雨から保護しつつ冷却を行うことができる。

【0054】

また、このような連節バス１０によれば、バッテリ２８は交換式であるため、たとえば、バッテリ２８の充電残量の不足に対して、バッテリ２８を交換するだけで対処することができる。そのため、バッテリ２８の充電残量の不足の際に、バッテリ２８の充電に要する手間、及び時間を省略することができる。

【0055】

なお、本実施形態で示した具体的な構成は、一例であり、本発明の態様は、本実施形態に示した構成に限定されるものではない。

【0056】

例えば、熱交換部１２６が、連節部１６の底部１６ａに設けられる場合と同様の効果が得られるのであれば、熱交換部１２６は、連節部１６の天井部１６ｂに設けられてもよいし、各種ファンの向きを変更することで、通気口１０８の役割を適宜、変更してもよい。

【0057】

さらに、先頭車両１２に操舵輪、及び駆動輪が設けられるのであれば、これらは、同一の車輪であってもよい。例えば、第１車輪２４が操舵輪、及び駆動輪としての役割を担ってもよい。また、このような場合、第２車輪２６は、従動輪とされてもよいし、省略されてもよい。

【0058】

また、動力発生部３２を構成するコンポーネントが複数存在する場合、冷却システム１２０は、１つの循環系統で複数の動力発生部３２を冷却しても良い。この場合、例えば、循環系統は、循環流路１２２、ポンプ１２４と、熱交換部１２６と、バッテリ２８、及びモータ３０等から構成される。

【0059】

さらに、１つの循環系統で複数の動力発生部３２を冷却する場合、熱交換部１２６を複数用意し、循環流路１２２内の冷媒を、動力発生部３２と、熱交換部１２６とを交互に流通させるのが好ましい。このことによれば、動力発生部３２には、放熱後の冷媒が流通するため、効率よく動力発生部３２を冷却することができる。

【0060】

また、後続車両１４にさらに後続する車両が存在する場合、連節部１６の構成は、後続車両１４と、その車両の間の連節部にも適用することができる。

【0061】

また、連節バス１０の先頭車両１２において、バッテリ２８を前方側に配置し、連節バス１０の走行風に晒してもよい。この場合、バッテリ２８をより効率的に冷却することができる。

【0062】

さらに、動力発生部３２には、エンジンが含まれてもよい、この場合、エンジンは、先頭車両１２に設けられる。つまり、この場合、連節バス１０は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）に該当する。

【0063】

また、動力発生部３２には、水素タンク、及び燃料電池が含まれても良い。この場合、水素タンク、及び燃料電池は、ユニット化された状態で先頭車両１２に設けられる。また、この場合、連節バス１０は、ＦＣＶ（Fuel Cell Vehicle）に該当する。

【符号の説明】

【0064】

１０ 連節バス
１２ 先頭車両
１４ 後続車両
１６ 連節部
１６ａ 底部
１６ｂ 天井部
２６ 第２車輪
２８ 走行用バッテリ
３０ 電動モータ
４６ 第２開閉扉４６
１２０ 冷却システム
１２６ 熱交換部
１２８ ラジエータ
１３０ 第１ファン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】