衝撃緩和構造
【課題】クラッシャブルゾーンが十分に確保できない場合でも高い衝撃吸収性能を発揮することができる衝撃緩和構造を得る。
【解決手段】外側球状体１６内で内側球状体１８が移動可能に設けられている。そして、車両１０に衝撃力が作用し内側球状体１８と外側球状体１６との結合状態が解除されると、慣性力によって内側球状体１８が移動する。これにより、当該衝撃力による衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換され、衝撃エネルギが吸収される。また、外側球状体１６及び内側球状体１８は球状を成すため、車両１０に衝撃力が作用すると、内側球状体１８は外側球状体１６の形状に沿って円運動する。このため、外側球状体１６に作用する衝撃力による衝撃エネルギは、運動エネルギ及び位置エネルギに変換されることとなり、衝撃エネルギを効果的に吸収することができ、従来よりもさらに高い衝撃吸収性能を発揮することができる。
【解決手段】外側球状体１６内で内側球状体１８が移動可能に設けられている。そして、車両１０に衝撃力が作用し内側球状体１８と外側球状体１６との結合状態が解除されると、慣性力によって内側球状体１８が移動する。これにより、当該衝撃力による衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換され、衝撃エネルギが吸収される。また、外側球状体１６及び内側球状体１８は球状を成すため、車両１０に衝撃力が作用すると、内側球状体１８は外側球状体１６の形状に沿って円運動する。このため、外側球状体１６に作用する衝撃力による衝撃エネルギは、運動エネルギ及び位置エネルギに変換されることとなり、衝撃エネルギを効果的に吸収することができ、従来よりもさらに高い衝撃吸収性能を発揮することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受けた衝撃を緩和させる衝撃緩和構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車はクラッシャブルゾーンで衝撃を吸収する構造とされているが、自車より大きな車両との衝突では大きな衝撃を受けるおそれがある。これに対して、特許文献１に記載の発明には、車体を弾力物質で製造し車体の形状を真球状として衝撃を吸収する車体構造が開示されており、車体に反発性、圧力吸収性を持たせることで車体の衝撃吸収力を向上させるようにしている。
【０００３】
一方、都市部では、渋滞、駐車場不足と駐車のし難さが問題となっている。このため、スモールカーが有効と思われるが、小型であるが故に大きな車との衝突に弱く、大型車との混在下での視界の悪さに問題がある。これに対して、特許文献２に記載の発明には、下部のプラットフォームが円形状を成し上部は半円球状のフレームで構成された球状の車体構造が開示されている。このような球状の車体では、小型であるので駐車もし易く場所も取らない上、重心が安定しロールオーバーを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４２５０９号公報
【特許文献２】米国特許第６７９６３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの車体構造では、自車よりも大きい車両との正面衝突又は側面衝突において、クラッシャブルゾーンを十分に確保できないおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、クラッシャブルゾーンが十分に確保できない場合でも高い衝撃吸収性能を発揮することができる衝撃緩和構造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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の衝撃緩和構造は、外側部材と、前記外側部材内で移動可能に設けられ、当該外側部材に衝撃力が作用すると移動して、衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換される内側部材と、を有する。
【０００８】
請求項１に記載の衝撃緩和構造では、外側部材及び内側部材の二重構造となっており、外側部材内で内側部材が移動可能に設けられている。そして、当該外側部材に衝撃力が作用すると内側部材が移動する。これにより、当該衝撃力による衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換され、内側部材への衝撃力が緩和される。つまり、内側部材の移動による摩擦抵抗によって内側部材への衝撃力が緩和される。なお、「内側部材」では、キャビンが構成されても良いし、収納庫が構成されても良い。
【０００９】
請求項２に記載の衝撃緩和構造は、請求項１に記載の衝撃緩和構造において、前記外側部材が球状を成す外側球状体であり、前記内側部材が球状を成す内側球状体である。
【００１０】
請求項２に記載の衝撃緩和構造では、外側球状体及び内側球状体が球状を成すため、外側球状体に衝撃力が作用すると内側球状体は外側球状体の内部で外側球状体の形状に沿って円運動する。この円運動が高さ方向に沿った移動の場合、外側球状体に作用する衝撃力による衝撃エネルギは、運動エネルギ及び位置エネルギに変換されることとなり、衝撃エネルギを効果的に吸収することができる。
【００１１】
つまり、あらゆる方向からの衝撃であっても、内側球状体が円運動することで内側部材への衝撃を緩和させることができる。また、内側球状体の円運動によって衝突ストロークを確保できるため、狭い空間内で衝撃エネルギを効果的に吸収することができる。また、外側球状体が転倒などした場合、外側球状体は球状を成すため、当該外側球状体は回転するが、このとき地面との摩擦抵抗により外側球状体に作用する衝撃力を低減することができる。
【００１２】
請求項３に記載の衝撃緩和構造は、請求項２に記載の衝撃緩和構造において、前記外側球状体と前記内側球状体とを結合すると共に、前記外側球状体に所定値以上の衝撃力が作用すると、結合状態を解除する結合部が設けられている。
【００１３】
請求項３に記載の衝撃緩和構造では、外側球状体と内側球状体とを結合する結合部が設けられ、通常時においては、結合部を介して内側球状体が外側球状体に結合されている。そして、外側球状体に所定値以上の衝撃力が作用すると、当該結合部による外側球状体と内側球状体との結合状態が解除され、外側球状体に対して内側球状体が移動可能となる。このように、内側球状体が移動することによって、衝撃エネルギが、運動エネルギ及び位置エネルギに変換され、当該衝撃エネルギが効果的に吸収される。
【００１４】
請求項４に記載の衝撃緩和構造は、請求項２又は３に記載の衝撃緩和構造において、少なくとも前記外側球状体が弾性体である。
【００１５】
請求項４に記載の衝撃緩和構造では、少なくとも外側球状体が弾性体であるため、外側球状体に衝撃力が作用すると、外側球状体は弾性変形する。これによって、衝撃エネルギが吸収される。
【００１６】
請求項５に記載の衝撃緩和構造は、請求項２〜４の何れか１項に記載の衝撃緩和構造において、前記外側球状体と前記内側球状体との間に粘性流体が設けられている。
【００１７】
請求項５に記載の衝撃緩和構造では、外側球状体と内側球状体との間に粘性流体が設けられることで、内側球状体が移動するとき、当該内側球状体には粘性流体による粘性抵抗が作用することとなる。これにより、内側球状体への衝撃を緩和させることができる。
【００１８】
請求項６に記載の衝撃緩和構造は、請求項１〜５の何れか１項に記載の外側部材及び内側部材によって構成された衝撃緩和ユニットが複数組み合わされて構成されている。
【００１９】
請求項６に記載の衝撃緩和構造では、外側部材と、外側部材内で移動可能に設けられ、当該外側部材に衝撃力が作用すると移動して、衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換される内側部材と、によって構成された衝撃緩和ユニットが複数組み合わされて構成されている。これにより、高い衝撃吸収性能を発揮しつつ、衝撃緩和構造によって形成されたスペースを拡大することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、請求項１に記載の衝撃緩和構造は、クラッシャブルゾーンが十分に確保できない場合でも高い衝撃吸収性能を発揮することができるという優れた効果を有する。
【００２１】
請求項２に記載の衝撃緩和構造は、内側部材の円運動による衝撃緩和によって、狭い空間内で衝撃エネルギを効果的に吸収することができるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項３に記載の衝撃緩和構造は、エネルギの変換によって衝撃エネルギを吸収することができるという優れた効果を有する。
【００２３】
請求項４に記載の衝撃緩和構造は、外側球状体の弾性変形によって衝撃エネルギを吸収することができるという優れた効果を有する。
【００２４】
請求項５に記載の衝撃緩和構造は、粘性流体による粘性抵抗によって衝撃エネルギを吸収することができるという優れた効果を有する。
【００２５】
請求項６に記載の衝撃緩和構造は、クラッシャブルゾーンを拡大してさらに高い衝撃吸収性能を発揮することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る衝撃緩和構造が適用された車両を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示される車体構造の平面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示される車両造が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示される車両が前面衝突した際の作用を説明する平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示される車両が側面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図６】外側球状体と内側球状体との結合部の構成を説明するブロック図である。
【図７】外側球状体と内側球状体とが一体に設けられた一体型の車両を模式的に示す側面図である。
【図８】一体型の車両と分離型の車両において、車両衝突における内側球状体の合成加速度と時間との関係を示すグラフである。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（１）を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（２）を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、図１０に示される車両の平面図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（２）の他の例を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（３）を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、図１３に示される車体構造の平面図である。
【図１５】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（３）の他の例を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）は、図１５に示される車体構造の平面図である。
【図１７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（４）を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）は、図１７に示される車両の平面図である。
【図１９】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（４）の他の例を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）は、図１９に示される車両の平面図である。
【図２１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（４）の他の例を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図２２】（Ａ）、（Ｂ）は、図２１に示される車両の平面図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る車両の変形例（５）を示す模式的な斜視図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る車両の変形例（５）の他の例を示す模式的な斜視図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る車両造の変形例（５）の他の例を示す模式的な斜視図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係る車両の変形例（６）を示す模式的な側面図である。
【図２７】図２６に示される車両の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＲＨは、車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向右側をそれぞれ示している。
【００２８】
（衝撃緩和構造の構成）
図１及び図２には、本発明の一実施形態に係る衝撃緩和構造が適用された車両１０の模式図が示されている。図１には、当該車両１０の側面図が示され、図２には、車両１０の平面図が示されている。なお、これ以外の図面においても車両については模式図が示されている。
【００２９】
図１及び図２に示されるように、この車両１０は、角部にタイヤ１２が取付けられた略平板状のシャーシ１４と、当該シャーシ１４上に設けられた、外側部材としての略球状の外側球状体１６と、この外側球状体１６の内部に設けられ当該外側球状体１６の外形よりも小さい、内側部材としての略球状の内側球状体１８と、を含んで構成されている。
【００３０】
なお、ここでは内側球状体１８の内部がキャビンとなる。そして、この内側球状体１８及び外側球状体１６は、剛性及び強度が高い略透明の強化樹脂で形成されており、図示はしないが、内側球状体１８及び外側球状体１６にはそれぞれドアが設けられ、当該ドアを通じて当該キャビンへの進入が可能となる。
【００３１】
シャーシ１４の車両前後端部には、エネルギ吸収部材２０、２２がそれぞれ設けられており、当該エネルギ吸収部材２０、２２によって車両１０へ作用する衝撃力による衝撃エネルギが吸収される。なお、このエネルギ吸収部材２０、２２は必須の構成ではない。
【００３２】
一方、図２に示されるように、内側球状体１８は外側球状体１６の車両前後方向及び車幅方向の中央部に配置されており、内側球状体１８の下部と外側球状体１６の下部は結合部２４によって結合されている。そして、この結合部２４では所定値以上の衝撃力が外側球状体１６に作用すると、内側球状体１８と外側球状体１６との結合状態が解除されるように設定されている。なお、結合部２４については、別途説明を行う。
【００３３】
図３（Ａ）〜（Ｄ）及び図４（Ａ）、（Ｂ）には、車両１０が前面衝突した場合の内側球状体１８の動きが示されており、図３（Ａ）〜（Ｄ）は、当該車両１０の側面図、図４（Ａ）、（Ｂ）は、車両１０の平面図が示されている。
【００３４】
図３（Ａ）、（Ｂ）及び図４（Ａ）に示されるように、車両１０が被衝撃部材２６に前面衝突し、外側球状体１６に作用する衝撃力が所定値以上だった場合、内側球状体１８と外側球状体１６との結合状態が解除される。このため、内側球状体１８は慣性力によって、図３（Ｂ）〜（Ｄ）及び図４（Ｂ）に示されるように、外側球状体１６内で外側球状体１６の形状に沿って円運動を行う。なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）で示す内側球状体１８内の一点鎖線が、図３（Ａ）で示す内側球状体１８の初期位置における水平線である。
【００３５】
また、図５（Ａ）〜（Ｄ）には、車両１０が側面衝突した場合の外側球状体１６の動きが示されている。なお、図５（Ａ）〜（Ｄ）で示す外側球状体１６内の一点鎖線が、図５（Ａ）で示す外側球状体１６の初期位置における水平線である。図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、車両１０が側面衝突により横転した場合、外側球状体１６は略球状を成しているため、図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示されるように、外側球状体１６自体が回転することとなる。
【００３６】
ここで、外側球状体１６に作用する衝撃力が所定値以上か否かについては、車両１０に設けられた荷重センサなどの検出装置２８（図６参照）によって衝撃力が検出される。図６に示す検出装置２８によって検出されたデータは制御部３０へ送信される。そして、外側球状体１６に作用する衝撃力が所定値以上の場合は、結合部２４による結合状態が解除されるように設定されている。
【００３７】
（衝撃緩和構造の作用・効果）
図１に示されるように、本実施形態では、車両１０を構成するシャーシ１４の上に設けられた外側球状体１６の内部に内側球状体１８が設けられている。つまり、外側球状体１６と内側球状体１８の二重構造となっており、外側球状体１６内で内側球状体１８が移動可能に設けられている。そして、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、車両１０に衝撃力が作用し内側球状体１８と外側球状体１６との結合状態が解除されると、慣性力によって内側球状体１８が移動する。
【００３８】
これにより、当該衝撃力による衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換され、衝撃エネルギが吸収される。つまり、外側球状体１６内で内側球状体１８が移動することによる摩擦抵抗によって当該衝撃エネルギが吸収される。さらに、外側球状体１６及び内側球状体１８は球状を成すため、車両１０に衝撃力が作用すると、内側球状体１８は外側球状体１６内で外側球状体１６の形状に沿って円運動する。このため、外側球状体１６に作用する衝撃力による衝撃エネルギは、運動エネルギ及び位置エネルギに変換されることとなり、衝撃エネルギを効果的に吸収することができ、従来よりもさらに高い衝撃吸収性能を発揮することができる。
【００３９】
また、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、外側球状体１６が転倒などした場合、外側球状体１６が回転しながら地面との摩擦抵抗により、外側球状体１６に作用する衝撃力を低減することができる。つまり、車両１０に対してあらゆる方向からの衝撃であっても、外側球状体１６の回転及び内側球状体１８の円運動によってその衝撃を緩和させることができる。
【００４０】
また、内側球状体１８の円運動によって衝突ストロークを確保できるため、狭い空間内で衝撃エネルギを効果的に吸収することができる。さらに、内側球状体１８及び外側球状体１６は、強化樹脂で形成されているため、高い衝撃吸収性能を発揮しつつ、車両１０を軽量化することができる。
【００４１】
ここで、図７には、外側球状体１６と内側球状体１８が一体的に設けられた一体型（分離不能）の車両１００が示されている。図８には、図７で示す一体型の車両１００及び、図１で示す外側球状体１６と内側球状体１８とが分離可能な分離型の車両１０において、車両衝突における内側球状体１８の合成加速度と時間との関係が示されている。なお、ここでの「合成加速度」とは内側球状体１８の３軸の加速度の２乗和平方根である。
【００４２】
これによると、図７で示す一体型の車両１００が衝突荷重を受けた場合、外側球状体１０２が受けた衝撃は内側球状体１０４にも同じように伝達されるため、図８に示されるように、衝撃を受けた直後、内側球状体１０４には大きな加速度が発生することとなる。
【００４３】
一方、図１で示す分離型の車両１０が衝突荷重を受けた場合、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、外側球状体１６に対して内側球状体１８が円運動を行う。つまり、分離型の車両１０の場合、内側球状体１８の合成加速度は断続的となり当該合成加速度は分散され、一体型の車両１００に比べて小さい加速度しか発生しないことが判る。
【００４４】
つまり、クラッシャブルゾーンが十分に確保できない場合でも、内側球状体１８が狭い範囲内で外側球状体１６の形状に沿って円運動することで、衝撃力が緩和されることとなる。また、内側球状体１８は外側球状体１６内で円運動をしながら外側球状体１６との間ですべりを発生させることで、内側球状体１８は自転しない状態で外側球状体１６に対して公転することが可能となる。
【００４５】
（その他の実施形態）
（１）図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、本実施形態では、外側球状体１６の内部には、当該外側球状体１６の外形よりも小さい内側球状体１８が設けられており、外側球状体１６と内側球状体１８の間には空間３２が設けられているが、この空間３２内に、図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、粘性流体３４を充填させても良い。
【００４６】
これによると、内側球状体１８が移動するとき、当該内側球状体１８には粘性流体３４による粘性抵抗が作用することとなる。このため、粘性流体３４による粘性抵抗によっても衝撃エネルギを吸収することができる。なお、外側球状体１６に設けられたドア（図示省略）と内側球状体１８に設けられたドア（図示省略）とを繋ぐ空間には、粘性流体３４は充填されない。
【００４７】
（２）また、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、本実施形態では、内側球状体１８と外側球状体１６とを結合させる結合部２４の結合状態が解除されると、内側球状体１８は外側球状体１６の形状に沿って円運動を行い、この円運動はあらゆる方向に対して移動可能となっているが、内側球状体１８の円運動の方向を特定するように設定しても良い。
【００４８】
例えば、図１０（Ａ）に示されるように、外側球状体１６の内周面には、車両前後方向に沿って外側球状体１６の同心円上に環状のレール３６が設けられており、当該レール３６にはローラ３８が係合されている。このローラ３８がレール３６に沿って移動可能となっている。一方、内側球状体１８には、ローラ３８と供回りするローラ３９が設けられており、結合部４０によってローラ３９とローラ３８とが互いに結合されている。そして、図１０（Ａ）、（Ｂ）及び図１１（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、このローラ３８を介して内側球状体１８がレール３６に沿って移動可能となる。
【００４９】
つまり、内側球状体１８は外側球状体１６内で車両前後方向に沿って円運動を行う。ここでは、ローラ３８はレール３６に対して容易に取り外せないように係合されている。このため、例えば、図１０（Ｂ）に示されるように、内側球状体１８が外側球状体１６の上部に移動したときに内側球状体１８の円運動が停止した場合でも、内側球状体１８はローラ３９、ローラ３８及びレール３６を介して、外側球状体１６の下部へ移動することができる。つまり、内側球状体１８が外側球状体１６の上部から落下するということはない。
【００５０】
なお、図１０（Ａ）では、内側球状体１８の初期位置が外側球状体１６の下部に配置されているが、図１２（Ａ）に示されるように、内側球状体１８の初期位置が外側球状体１６の上部に配置されるように設定しても良い。これによると、車両１０が落下衝撃を受けた場合でも、図１２（Ｂ）に示されるように、内側球状体１８はローラ３９、ローラ３８及びレール３６を介して、外側球状体１６の下部へ移動することができるため、内側球状体１８への落下衝撃が緩和される。
【００５１】
また、外側球状体１６と内側球状体１８との接合方法は上記に限るものではない。例えば、図示はしないが、ローラ３８の代わりにレール３６と係合するスライダを用いても良い。この場合、レール３６とスライダとの摩擦係数を低くするため、レール３６とスライダの摺動面には潤滑剤を塗った方が良い。また、レール３６に代えてボールベアリングを外側球状体１６の内周面に埋設しても良い。
【００５２】
（３）さらに、図１に示されるように、本実施形態では、外側部材及び内側部材が球状体を成す、外側球状体１６及び内側球状体１８としたが、これに限るものではない。例えば、図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）に示されるように、外側部材及び内側部材が円筒体を成す、外側円筒体４２及び内側円筒体４４であっても良い。
【００５３】
この場合、外側円筒体４２の軸芯が車両１０の車幅方向に沿うように当該外側円筒体４２が配置され、当該外側円筒体４２の内部に、内側円筒体４４の軸芯が車両１０の車幅方向に沿うように当該内側円筒体４４が配置される。これにより、図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、内側円筒体４４が外側円筒体４２の周方向に沿って車両前後方向で円運動可能となる。なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）及び図１６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、外側部材が円筒体（外側円筒体４２）で内側部材が球状体（内側球状体１８）であっても良い。
【００５４】
（４）また、図１７（Ａ）及び図１８（Ａ）に示されるように、外側部材及び内側部材が円筒体を成す、外側円筒体５０及び内側円筒体５２であり、外側円筒体５０の軸芯が車両１０の高さ方向に沿うように当該外側円筒体５０が配置され、当該外側円筒体５０の内部に、内側円筒体５２の軸芯が車両１０の高さ方向に沿うように当該内側円筒体５２が配置されるようにしても良い。これにより、図１７（Ａ）、（Ｂ）及び図１８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、内側円筒体５２が外側円筒体５０の周方向に沿って車幅方向及び車両前後方向で円運動可能となる。
【００５５】
さらにまた、図１９（Ａ）、（Ｂ）及び図２０（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、外側部材が円筒体（外側円筒体５０）で内側部材が球状体（内側球状体１８）であっても良いし、図２１（Ａ）、（Ｂ）及び図２２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、外側部材が球状体（外側球状体１６）で内側部材が円筒体（内側円筒体５２）であっても良い。
【００５６】
（５）図１〜図２２では、外側部材１６、４２、５０又は内側部材１８、４４、５２が球状体又は円筒体を成しているが、これ以外にも、少なくとも外側部材及び内側部材の一方が、スチール又はアルミニウム製の環状フレームによって略球状体が形成される構成でも良い。
【００５７】
例えば、図２３に示されるように、外側部材５４が複数の環状フレーム５６の結合によって略球状に形成され、当該外側部材５４の内部に内側球状体１８が設けられた構成でも良い。環状フレーム５６で構成された外側部材５４は、弾性領域内において弾性変形が可能であるため、当該外側部材５４に衝撃力が作用すると、外側部材５４は弾性変形し、これによって、衝撃エネルギが吸収される。
【００５８】
また、図２４に示されるように、外側球状体１６の内部に設けられた内側部材６０が複数の環状フレーム６２の結合によって略球状に形成されても良い。この場合、環状フレーム６２で構成された内側部材６０は、弾性領域内において弾性変形が可能であるため、内側部材６０に衝撃力が作用すると、当該内側部材６０は弾性変形し、これによって、衝撃エネルギが吸収される。
【００５９】
なお、図２５に示されるように、環状フレーム５６で構成された外側部材５４の内部に環状フレーム６２で構成された内側部材６０が設けられるようにしても良い。この場合、外側部材５４及び内側部材６０が、弾性領域内において弾性変形が可能であるため、外側部材５４に衝撃力が作用すると、外側部材５４及び内側部材６０の弾性変形によって、衝撃エネルギが吸収される。
【００６０】
（６）また、図１〜図２２では、車両１０が、外側球状体１６及び内側球状体１８を有する１つの車体ユニット６４で構成されているが、図２６及び図２７に示されるように、車両６６が、当該車体ユニット６４が複数組み合わされた構成であっても良い。これによると、高い衝撃吸収性能を発揮しつつ、衝撃緩和構造によって形成されたスペースを拡大することができる。
【００６１】
なお、外側部材及び内側部材の形状について、内側部材が円運動できればよいため、球状及び円筒状においては楕円状も含まれる。また、本実施形態では、内側球状体１８の内部をキャビンとしたが、内側球状体１８の内部が収納庫であっても良い。また、本発明は、車両に限らない。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 車両
１６ 外側球状体（外側部材）
１８ 内側球状体（内側部材）
２４ 結合部
３４ 粘性流体
４２ 外側円筒体（外側部材）
４４ 内側円筒体（内側部材）
５０ 外側円筒体（外側部材）
５２ 内側円筒体（内側部材）
５４ 外側部材
６０ 内側部材
６４ 車体ユニット
６６ 車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受けた衝撃を緩和させる衝撃緩和構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車はクラッシャブルゾーンで衝撃を吸収する構造とされているが、自車より大きな車両との衝突では大きな衝撃を受けるおそれがある。これに対して、特許文献１に記載の発明には、車体を弾力物質で製造し車体の形状を真球状として衝撃を吸収する車体構造が開示されており、車体に反発性、圧力吸収性を持たせることで車体の衝撃吸収力を向上させるようにしている。
【０００３】
一方、都市部では、渋滞、駐車場不足と駐車のし難さが問題となっている。このため、スモールカーが有効と思われるが、小型であるが故に大きな車との衝突に弱く、大型車との混在下での視界の悪さに問題がある。これに対して、特許文献２に記載の発明には、下部のプラットフォームが円形状を成し上部は半円球状のフレームで構成された球状の車体構造が開示されている。このような球状の車体では、小型であるので駐車もし易く場所も取らない上、重心が安定しロールオーバーを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４２５０９号公報
【特許文献２】米国特許第６７９６３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの車体構造では、自車よりも大きい車両との正面衝突又は側面衝突において、クラッシャブルゾーンを十分に確保できないおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、クラッシャブルゾーンが十分に確保できない場合でも高い衝撃吸収性能を発揮することができる衝撃緩和構造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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の衝撃緩和構造は、外側部材と、前記外側部材内で移動可能に設けられ、当該外側部材に衝撃力が作用すると移動して、衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換される内側部材と、を有する。
【０００８】
請求項１に記載の衝撃緩和構造では、外側部材及び内側部材の二重構造となっており、外側部材内で内側部材が移動可能に設けられている。そして、当該外側部材に衝撃力が作用すると内側部材が移動する。これにより、当該衝撃力による衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換され、内側部材への衝撃力が緩和される。つまり、内側部材の移動による摩擦抵抗によって内側部材への衝撃力が緩和される。なお、「内側部材」では、キャビンが構成されても良いし、収納庫が構成されても良い。
【０００９】
請求項２に記載の衝撃緩和構造は、請求項１に記載の衝撃緩和構造において、前記外側部材が球状を成す外側球状体であり、前記内側部材が球状を成す内側球状体である。
【００１０】
請求項２に記載の衝撃緩和構造では、外側球状体及び内側球状体が球状を成すため、外側球状体に衝撃力が作用すると内側球状体は外側球状体の内部で外側球状体の形状に沿って円運動する。この円運動が高さ方向に沿った移動の場合、外側球状体に作用する衝撃力による衝撃エネルギは、運動エネルギ及び位置エネルギに変換されることとなり、衝撃エネルギを効果的に吸収することができる。
【００１１】
つまり、あらゆる方向からの衝撃であっても、内側球状体が円運動することで内側部材への衝撃を緩和させることができる。また、内側球状体の円運動によって衝突ストロークを確保できるため、狭い空間内で衝撃エネルギを効果的に吸収することができる。また、外側球状体が転倒などした場合、外側球状体は球状を成すため、当該外側球状体は回転するが、このとき地面との摩擦抵抗により外側球状体に作用する衝撃力を低減することができる。
【００１２】
請求項３に記載の衝撃緩和構造は、請求項２に記載の衝撃緩和構造において、前記外側球状体と前記内側球状体とを結合すると共に、前記外側球状体に所定値以上の衝撃力が作用すると、結合状態を解除する結合部が設けられている。
【００１３】
請求項３に記載の衝撃緩和構造では、外側球状体と内側球状体とを結合する結合部が設けられ、通常時においては、結合部を介して内側球状体が外側球状体に結合されている。そして、外側球状体に所定値以上の衝撃力が作用すると、当該結合部による外側球状体と内側球状体との結合状態が解除され、外側球状体に対して内側球状体が移動可能となる。このように、内側球状体が移動することによって、衝撃エネルギが、運動エネルギ及び位置エネルギに変換され、当該衝撃エネルギが効果的に吸収される。
【００１４】
請求項４に記載の衝撃緩和構造は、請求項２又は３に記載の衝撃緩和構造において、少なくとも前記外側球状体が弾性体である。
【００１５】
請求項４に記載の衝撃緩和構造では、少なくとも外側球状体が弾性体であるため、外側球状体に衝撃力が作用すると、外側球状体は弾性変形する。これによって、衝撃エネルギが吸収される。
【００１６】
請求項５に記載の衝撃緩和構造は、請求項２〜４の何れか１項に記載の衝撃緩和構造において、前記外側球状体と前記内側球状体との間に粘性流体が設けられている。
【００１７】
請求項５に記載の衝撃緩和構造では、外側球状体と内側球状体との間に粘性流体が設けられることで、内側球状体が移動するとき、当該内側球状体には粘性流体による粘性抵抗が作用することとなる。これにより、内側球状体への衝撃を緩和させることができる。
【００１８】
請求項６に記載の衝撃緩和構造は、請求項１〜５の何れか１項に記載の外側部材及び内側部材によって構成された衝撃緩和ユニットが複数組み合わされて構成されている。
【００１９】
請求項６に記載の衝撃緩和構造では、外側部材と、外側部材内で移動可能に設けられ、当該外側部材に衝撃力が作用すると移動して、衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換される内側部材と、によって構成された衝撃緩和ユニットが複数組み合わされて構成されている。これにより、高い衝撃吸収性能を発揮しつつ、衝撃緩和構造によって形成されたスペースを拡大することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、請求項１に記載の衝撃緩和構造は、クラッシャブルゾーンが十分に確保できない場合でも高い衝撃吸収性能を発揮することができるという優れた効果を有する。
【００２１】
請求項２に記載の衝撃緩和構造は、内側部材の円運動による衝撃緩和によって、狭い空間内で衝撃エネルギを効果的に吸収することができるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項３に記載の衝撃緩和構造は、エネルギの変換によって衝撃エネルギを吸収することができるという優れた効果を有する。
【００２３】
請求項４に記載の衝撃緩和構造は、外側球状体の弾性変形によって衝撃エネルギを吸収することができるという優れた効果を有する。
【００２４】
請求項５に記載の衝撃緩和構造は、粘性流体による粘性抵抗によって衝撃エネルギを吸収することができるという優れた効果を有する。
【００２５】
請求項６に記載の衝撃緩和構造は、クラッシャブルゾーンを拡大してさらに高い衝撃吸収性能を発揮することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る衝撃緩和構造が適用された車両を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示される車体構造の平面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示される車両造が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示される車両が前面衝突した際の作用を説明する平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示される車両が側面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図６】外側球状体と内側球状体との結合部の構成を説明するブロック図である。
【図７】外側球状体と内側球状体とが一体に設けられた一体型の車両を模式的に示す側面図である。
【図８】一体型の車両と分離型の車両において、車両衝突における内側球状体の合成加速度と時間との関係を示すグラフである。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（１）を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（２）を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、図１０に示される車両の平面図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（２）の他の例を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（３）を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、図１３に示される車体構造の平面図である。
【図１５】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（３）の他の例を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）は、図１５に示される車体構造の平面図である。
【図１７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（４）を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）は、図１７に示される車両の平面図である。
【図１９】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（４）の他の例を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）は、図１９に示される車両の平面図である。
【図２１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る車両の変形例（４）の他の例を示す、車両が前面衝突した際の作用を説明する側面図である。
【図２２】（Ａ）、（Ｂ）は、図２１に示される車両の平面図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る車両の変形例（５）を示す模式的な斜視図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る車両の変形例（５）の他の例を示す模式的な斜視図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る車両造の変形例（５）の他の例を示す模式的な斜視図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係る車両の変形例（６）を示す模式的な側面図である。
【図２７】図２６に示される車両の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＲＨは、車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向右側をそれぞれ示している。
【００２８】
（衝撃緩和構造の構成）
図１及び図２には、本発明の一実施形態に係る衝撃緩和構造が適用された車両１０の模式図が示されている。図１には、当該車両１０の側面図が示され、図２には、車両１０の平面図が示されている。なお、これ以外の図面においても車両については模式図が示されている。
【００２９】
図１及び図２に示されるように、この車両１０は、角部にタイヤ１２が取付けられた略平板状のシャーシ１４と、当該シャーシ１４上に設けられた、外側部材としての略球状の外側球状体１６と、この外側球状体１６の内部に設けられ当該外側球状体１６の外形よりも小さい、内側部材としての略球状の内側球状体１８と、を含んで構成されている。
【００３０】
なお、ここでは内側球状体１８の内部がキャビンとなる。そして、この内側球状体１８及び外側球状体１６は、剛性及び強度が高い略透明の強化樹脂で形成されており、図示はしないが、内側球状体１８及び外側球状体１６にはそれぞれドアが設けられ、当該ドアを通じて当該キャビンへの進入が可能となる。
【００３１】
シャーシ１４の車両前後端部には、エネルギ吸収部材２０、２２がそれぞれ設けられており、当該エネルギ吸収部材２０、２２によって車両１０へ作用する衝撃力による衝撃エネルギが吸収される。なお、このエネルギ吸収部材２０、２２は必須の構成ではない。
【００３２】
一方、図２に示されるように、内側球状体１８は外側球状体１６の車両前後方向及び車幅方向の中央部に配置されており、内側球状体１８の下部と外側球状体１６の下部は結合部２４によって結合されている。そして、この結合部２４では所定値以上の衝撃力が外側球状体１６に作用すると、内側球状体１８と外側球状体１６との結合状態が解除されるように設定されている。なお、結合部２４については、別途説明を行う。
【００３３】
図３（Ａ）〜（Ｄ）及び図４（Ａ）、（Ｂ）には、車両１０が前面衝突した場合の内側球状体１８の動きが示されており、図３（Ａ）〜（Ｄ）は、当該車両１０の側面図、図４（Ａ）、（Ｂ）は、車両１０の平面図が示されている。
【００３４】
図３（Ａ）、（Ｂ）及び図４（Ａ）に示されるように、車両１０が被衝撃部材２６に前面衝突し、外側球状体１６に作用する衝撃力が所定値以上だった場合、内側球状体１８と外側球状体１６との結合状態が解除される。このため、内側球状体１８は慣性力によって、図３（Ｂ）〜（Ｄ）及び図４（Ｂ）に示されるように、外側球状体１６内で外側球状体１６の形状に沿って円運動を行う。なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）で示す内側球状体１８内の一点鎖線が、図３（Ａ）で示す内側球状体１８の初期位置における水平線である。
【００３５】
また、図５（Ａ）〜（Ｄ）には、車両１０が側面衝突した場合の外側球状体１６の動きが示されている。なお、図５（Ａ）〜（Ｄ）で示す外側球状体１６内の一点鎖線が、図５（Ａ）で示す外側球状体１６の初期位置における水平線である。図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、車両１０が側面衝突により横転した場合、外側球状体１６は略球状を成しているため、図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示されるように、外側球状体１６自体が回転することとなる。
【００３６】
ここで、外側球状体１６に作用する衝撃力が所定値以上か否かについては、車両１０に設けられた荷重センサなどの検出装置２８（図６参照）によって衝撃力が検出される。図６に示す検出装置２８によって検出されたデータは制御部３０へ送信される。そして、外側球状体１６に作用する衝撃力が所定値以上の場合は、結合部２４による結合状態が解除されるように設定されている。
【００３７】
（衝撃緩和構造の作用・効果）
図１に示されるように、本実施形態では、車両１０を構成するシャーシ１４の上に設けられた外側球状体１６の内部に内側球状体１８が設けられている。つまり、外側球状体１６と内側球状体１８の二重構造となっており、外側球状体１６内で内側球状体１８が移動可能に設けられている。そして、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、車両１０に衝撃力が作用し内側球状体１８と外側球状体１６との結合状態が解除されると、慣性力によって内側球状体１８が移動する。
【００３８】
これにより、当該衝撃力による衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換され、衝撃エネルギが吸収される。つまり、外側球状体１６内で内側球状体１８が移動することによる摩擦抵抗によって当該衝撃エネルギが吸収される。さらに、外側球状体１６及び内側球状体１８は球状を成すため、車両１０に衝撃力が作用すると、内側球状体１８は外側球状体１６内で外側球状体１６の形状に沿って円運動する。このため、外側球状体１６に作用する衝撃力による衝撃エネルギは、運動エネルギ及び位置エネルギに変換されることとなり、衝撃エネルギを効果的に吸収することができ、従来よりもさらに高い衝撃吸収性能を発揮することができる。
【００３９】
また、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、外側球状体１６が転倒などした場合、外側球状体１６が回転しながら地面との摩擦抵抗により、外側球状体１６に作用する衝撃力を低減することができる。つまり、車両１０に対してあらゆる方向からの衝撃であっても、外側球状体１６の回転及び内側球状体１８の円運動によってその衝撃を緩和させることができる。
【００４０】
また、内側球状体１８の円運動によって衝突ストロークを確保できるため、狭い空間内で衝撃エネルギを効果的に吸収することができる。さらに、内側球状体１８及び外側球状体１６は、強化樹脂で形成されているため、高い衝撃吸収性能を発揮しつつ、車両１０を軽量化することができる。
【００４１】
ここで、図７には、外側球状体１６と内側球状体１８が一体的に設けられた一体型（分離不能）の車両１００が示されている。図８には、図７で示す一体型の車両１００及び、図１で示す外側球状体１６と内側球状体１８とが分離可能な分離型の車両１０において、車両衝突における内側球状体１８の合成加速度と時間との関係が示されている。なお、ここでの「合成加速度」とは内側球状体１８の３軸の加速度の２乗和平方根である。
【００４２】
これによると、図７で示す一体型の車両１００が衝突荷重を受けた場合、外側球状体１０２が受けた衝撃は内側球状体１０４にも同じように伝達されるため、図８に示されるように、衝撃を受けた直後、内側球状体１０４には大きな加速度が発生することとなる。
【００４３】
一方、図１で示す分離型の車両１０が衝突荷重を受けた場合、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、外側球状体１６に対して内側球状体１８が円運動を行う。つまり、分離型の車両１０の場合、内側球状体１８の合成加速度は断続的となり当該合成加速度は分散され、一体型の車両１００に比べて小さい加速度しか発生しないことが判る。
【００４４】
つまり、クラッシャブルゾーンが十分に確保できない場合でも、内側球状体１８が狭い範囲内で外側球状体１６の形状に沿って円運動することで、衝撃力が緩和されることとなる。また、内側球状体１８は外側球状体１６内で円運動をしながら外側球状体１６との間ですべりを発生させることで、内側球状体１８は自転しない状態で外側球状体１６に対して公転することが可能となる。
【００４５】
（その他の実施形態）
（１）図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、本実施形態では、外側球状体１６の内部には、当該外側球状体１６の外形よりも小さい内側球状体１８が設けられており、外側球状体１６と内側球状体１８の間には空間３２が設けられているが、この空間３２内に、図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、粘性流体３４を充填させても良い。
【００４６】
これによると、内側球状体１８が移動するとき、当該内側球状体１８には粘性流体３４による粘性抵抗が作用することとなる。このため、粘性流体３４による粘性抵抗によっても衝撃エネルギを吸収することができる。なお、外側球状体１６に設けられたドア（図示省略）と内側球状体１８に設けられたドア（図示省略）とを繋ぐ空間には、粘性流体３４は充填されない。
【００４７】
（２）また、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、本実施形態では、内側球状体１８と外側球状体１６とを結合させる結合部２４の結合状態が解除されると、内側球状体１８は外側球状体１６の形状に沿って円運動を行い、この円運動はあらゆる方向に対して移動可能となっているが、内側球状体１８の円運動の方向を特定するように設定しても良い。
【００４８】
例えば、図１０（Ａ）に示されるように、外側球状体１６の内周面には、車両前後方向に沿って外側球状体１６の同心円上に環状のレール３６が設けられており、当該レール３６にはローラ３８が係合されている。このローラ３８がレール３６に沿って移動可能となっている。一方、内側球状体１８には、ローラ３８と供回りするローラ３９が設けられており、結合部４０によってローラ３９とローラ３８とが互いに結合されている。そして、図１０（Ａ）、（Ｂ）及び図１１（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、このローラ３８を介して内側球状体１８がレール３６に沿って移動可能となる。
【００４９】
つまり、内側球状体１８は外側球状体１６内で車両前後方向に沿って円運動を行う。ここでは、ローラ３８はレール３６に対して容易に取り外せないように係合されている。このため、例えば、図１０（Ｂ）に示されるように、内側球状体１８が外側球状体１６の上部に移動したときに内側球状体１８の円運動が停止した場合でも、内側球状体１８はローラ３９、ローラ３８及びレール３６を介して、外側球状体１６の下部へ移動することができる。つまり、内側球状体１８が外側球状体１６の上部から落下するということはない。
【００５０】
なお、図１０（Ａ）では、内側球状体１８の初期位置が外側球状体１６の下部に配置されているが、図１２（Ａ）に示されるように、内側球状体１８の初期位置が外側球状体１６の上部に配置されるように設定しても良い。これによると、車両１０が落下衝撃を受けた場合でも、図１２（Ｂ）に示されるように、内側球状体１８はローラ３９、ローラ３８及びレール３６を介して、外側球状体１６の下部へ移動することができるため、内側球状体１８への落下衝撃が緩和される。
【００５１】
また、外側球状体１６と内側球状体１８との接合方法は上記に限るものではない。例えば、図示はしないが、ローラ３８の代わりにレール３６と係合するスライダを用いても良い。この場合、レール３６とスライダとの摩擦係数を低くするため、レール３６とスライダの摺動面には潤滑剤を塗った方が良い。また、レール３６に代えてボールベアリングを外側球状体１６の内周面に埋設しても良い。
【００５２】
（３）さらに、図１に示されるように、本実施形態では、外側部材及び内側部材が球状体を成す、外側球状体１６及び内側球状体１８としたが、これに限るものではない。例えば、図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）に示されるように、外側部材及び内側部材が円筒体を成す、外側円筒体４２及び内側円筒体４４であっても良い。
【００５３】
この場合、外側円筒体４２の軸芯が車両１０の車幅方向に沿うように当該外側円筒体４２が配置され、当該外側円筒体４２の内部に、内側円筒体４４の軸芯が車両１０の車幅方向に沿うように当該内側円筒体４４が配置される。これにより、図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、内側円筒体４４が外側円筒体４２の周方向に沿って車両前後方向で円運動可能となる。なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）及び図１６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、外側部材が円筒体（外側円筒体４２）で内側部材が球状体（内側球状体１８）であっても良い。
【００５４】
（４）また、図１７（Ａ）及び図１８（Ａ）に示されるように、外側部材及び内側部材が円筒体を成す、外側円筒体５０及び内側円筒体５２であり、外側円筒体５０の軸芯が車両１０の高さ方向に沿うように当該外側円筒体５０が配置され、当該外側円筒体５０の内部に、内側円筒体５２の軸芯が車両１０の高さ方向に沿うように当該内側円筒体５２が配置されるようにしても良い。これにより、図１７（Ａ）、（Ｂ）及び図１８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、内側円筒体５２が外側円筒体５０の周方向に沿って車幅方向及び車両前後方向で円運動可能となる。
【００５５】
さらにまた、図１９（Ａ）、（Ｂ）及び図２０（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、外側部材が円筒体（外側円筒体５０）で内側部材が球状体（内側球状体１８）であっても良いし、図２１（Ａ）、（Ｂ）及び図２２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、外側部材が球状体（外側球状体１６）で内側部材が円筒体（内側円筒体５２）であっても良い。
【００５６】
（５）図１〜図２２では、外側部材１６、４２、５０又は内側部材１８、４４、５２が球状体又は円筒体を成しているが、これ以外にも、少なくとも外側部材及び内側部材の一方が、スチール又はアルミニウム製の環状フレームによって略球状体が形成される構成でも良い。
【００５７】
例えば、図２３に示されるように、外側部材５４が複数の環状フレーム５６の結合によって略球状に形成され、当該外側部材５４の内部に内側球状体１８が設けられた構成でも良い。環状フレーム５６で構成された外側部材５４は、弾性領域内において弾性変形が可能であるため、当該外側部材５４に衝撃力が作用すると、外側部材５４は弾性変形し、これによって、衝撃エネルギが吸収される。
【００５８】
また、図２４に示されるように、外側球状体１６の内部に設けられた内側部材６０が複数の環状フレーム６２の結合によって略球状に形成されても良い。この場合、環状フレーム６２で構成された内側部材６０は、弾性領域内において弾性変形が可能であるため、内側部材６０に衝撃力が作用すると、当該内側部材６０は弾性変形し、これによって、衝撃エネルギが吸収される。
【００５９】
なお、図２５に示されるように、環状フレーム５６で構成された外側部材５４の内部に環状フレーム６２で構成された内側部材６０が設けられるようにしても良い。この場合、外側部材５４及び内側部材６０が、弾性領域内において弾性変形が可能であるため、外側部材５４に衝撃力が作用すると、外側部材５４及び内側部材６０の弾性変形によって、衝撃エネルギが吸収される。
【００６０】
（６）また、図１〜図２２では、車両１０が、外側球状体１６及び内側球状体１８を有する１つの車体ユニット６４で構成されているが、図２６及び図２７に示されるように、車両６６が、当該車体ユニット６４が複数組み合わされた構成であっても良い。これによると、高い衝撃吸収性能を発揮しつつ、衝撃緩和構造によって形成されたスペースを拡大することができる。
【００６１】
なお、外側部材及び内側部材の形状について、内側部材が円運動できればよいため、球状及び円筒状においては楕円状も含まれる。また、本実施形態では、内側球状体１８の内部をキャビンとしたが、内側球状体１８の内部が収納庫であっても良い。また、本発明は、車両に限らない。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 車両
１６ 外側球状体（外側部材）
１８ 内側球状体（内側部材）
２４ 結合部
３４ 粘性流体
４２ 外側円筒体（外側部材）
４４ 内側円筒体（内側部材）
５０ 外側円筒体（外側部材）
５２ 内側円筒体（内側部材）
５４ 外側部材
６０ 内側部材
６４ 車体ユニット
６６ 車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側部材と、
前記外側部材内で移動可能に設けられ、当該外側部材に衝撃力が作用すると移動して、衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換される内側部材と、
を有する衝撃緩和構造。
【請求項２】
前記外側部材が球状を成す外側球状体であり、前記内側部材が球状を成す内側球状体である請求項１に記載の衝撃緩和構造。
【請求項３】
前記外側球状体と前記内側球状体とを結合すると共に、前記外側球状体に所定値以上の衝撃力が作用すると、結合状態を解除する結合部が設けられた請求項２に記載の衝撃緩和構造。
【請求項４】
少なくとも前記外側球状体が弾性体である請求項２又は３に記載の衝撃緩和構造。
【請求項５】
前記外側球状体と前記内側球状体との間に粘性流体が設けられた請求項２〜４の何れか１項に記載の衝撃緩和構造。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の外側部材及び内側部材によって構成された衝撃緩和ユニットが複数組み合わされて構成された衝撃緩和構造。
【請求項１】
外側部材と、
前記外側部材内で移動可能に設けられ、当該外側部材に衝撃力が作用すると移動して、衝撃エネルギが少なくとも運動エネルギに変換される内側部材と、
を有する衝撃緩和構造。
【請求項２】
前記外側部材が球状を成す外側球状体であり、前記内側部材が球状を成す内側球状体である請求項１に記載の衝撃緩和構造。
【請求項３】
前記外側球状体と前記内側球状体とを結合すると共に、前記外側球状体に所定値以上の衝撃力が作用すると、結合状態を解除する結合部が設けられた請求項２に記載の衝撃緩和構造。
【請求項４】
少なくとも前記外側球状体が弾性体である請求項２又は３に記載の衝撃緩和構造。
【請求項５】
前記外側球状体と前記内側球状体との間に粘性流体が設けられた請求項２〜４の何れか１項に記載の衝撃緩和構造。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の外側部材及び内側部材によって構成された衝撃緩和ユニットが複数組み合わされて構成された衝撃緩和構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１２−１２２６００（Ｐ２０１２−１２２６００Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６２５８（Ｐ２０１０−２７６２５８）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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