(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ボディに支持されて左右各１対ずつの前輪及び後輪を設けられると共に、前記車両ボディ内に、前記前輪を操舵する運転席が設けられている小型４輪車両において、
前記車両ボディの内面に沿い、かつ前記運転席の周りを平面楕円形状の楕円状パイプで水平に囲んだ構造を持つことを特徴とする小型４輪車両。
【請求項２】
前記運転席の後方位置であり、前記パイプの短軸に棒状パイプが設けられている請求項１に記載の小型４輪車両。
【請求項３】
前記楕円状パイプ及び前記棒状パイプが炭素鋼鋼管で成り、外径が３０ｍｍ以下、厚さが３ｍｍ以下となっている請求項２に記載の小型４輪車両。
【請求項４】
車両ボディに支持されて左右各１対ずつの前輪及び後輪を設けられると共に、前記車両ボディ内に、前記前輪を操舵する運転席が設けられている小型４輪車両において、
前記車両ボディの内面に沿い、かつ前記運転席の周りを平面楕円形状の第１の楕円状パイプで水平に囲んだ構造を持つと共に、
前記運転席の背もたれの後面に、前記背もたれよりも外形が大きな平面楕円形状の第２の楕円状パイプが配設された構造を持つことを特徴とする小型４輪車両。
【請求項５】
前記第２の楕円状パイプの短軸に棒状パイプが設けられている請求項４に記載の小型４輪車両。
【請求項６】
前記第２の楕円状パイプ及び前記棒状パイプが炭素鋼鋼管で成り、外径が３０ｍｍ以下、厚さが３ｍｍ以下となっている請求項５に記載の小型４輪車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者一人が乗って運転（乗車）する小型４輪車両に関し、特に交通事故などで車両に何かが衝突する際の衝撃を効率良く吸収し、運転者を損傷や落命から守る安全機構を有する車両の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型の一人乗り自動車が実用化されつつある。また、一人乗りのドローンなども開発されつつある。これらの小型乗物は利便性を追求するため、構造はシンプルで、軽量である。そのため、何かに衝突した場合や、何かが衝突した際に車両が大きく破損し、運転者（乗員）が大けがを負うとか、落命する可能性が高いという欠点があった。特に、一人乗り自動車の場合、横方向からの衝突で、より大きな損傷を受ける可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８５５０２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６８１２９号公報
【特許文献３】特開２００２−１２７９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
小型の一人乗り自動車として小型４輪車両があり、特開２０００−８５５０２号公報（特許文献１）には、乗降性を犠牲にせず、乗員の安定支持構造を得る小型４輪車両が開示されているが、衝突時の補強についての開示はない。
【０００５】
また、特開２０１１−１６８１２９号公報（特許文献２）には、車両の衝撃吸収構造が開示されているが、２つの衝撃吸収体が必要であり、構造が複雑になる問題がある。
【０００６】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、シンプルで軽量、かつ衝撃に強い構造で、事故の際に運転者の生命を守り、損傷を抑制する小型４輪車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、４輪車両に車両ボディに支持されて左右各１対ずつの前輪及び後輪を設けられると共に、前記車両ボディ内に、前記前輪を操舵する運転席が設けられている一人乗りの小型４輪車両に関し、本発明の上記目的は、前記車両ボディの内面に沿い、かつ前記運転席の周りを平面楕円形状の楕円状パイプで水平に囲んだ構造を持つこと、或いは前記車両ボディの内面に沿い、かつ前記運転席の周りを平面楕円形状の第１の楕円状パイプで水平に囲んだ構造を持つと共に、前記運転席の背もたれの後面に、前記背もたれよりも外形が大きな平面楕円形状の第２の楕円状パイプが配設された構造を持つことにより達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る小型４輪車両によれば、車両の前部や後部又は側部に衝撃を受けた場合、楕円形状のパイプがその衝撃を楕円形状の円周方向に逃がすため、運転者（乗員）が外力を直接受けることはなく、極めて安全性が高い。楕円状パイプは中空であるため、軽量であり、小型乗物の利便性を損なうことはない。また、楕円状パイプの短軸に補強用の棒状パイプを配設した場合、更に大きな外力を吸収することができる。このため、大きな衝撃を受けても車両は潰れることは稀で、運転者の損傷を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る小型４輪車両の第１実施形態を示し、図１（Ａ）は側面構造を、図１（Ｂ）は平面構造をそれぞれ示している。
【図２】楕円を説明するための線図である。
【図３】本発明で用いる楕円状パイプの平面図である。
【図４】パイプの断面例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る小型４輪車両の第２実施形態を示し、図５（Ａ）は側面構造を、図５（Ｂ）は平面構造をそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る小型４輪車両（一人乗り車両）は、車両ボディに支持され、左右各１対ずつの前輪及び後輪を設けられると共に、車両ボディ内に、前輪を操舵する運転席が設けられている。運転席に乗車した運転者はハンドルで操舵して、車両を運転する。本発明では運転席の周りに水平に楕円状パイプを配設すること、或いは運転席の背もたれの後面に楕円状パイプを配設することによって、衝突等による車両の衝撃に対する安全性を高めている。また、楕円状パイプの短軸に補強用の棒状パイプを取り付けることにより、一層の効果を上げることができる。楕円状パイプは中空の円筒形構造をしており、軽量であるが、加えられた衝撃力を円周方向に逃がすため、変形しにくいと言う形状的な特性を持つ。
【００１１】
図１は本発明の第１実施形態を示しており、車両ボディ１０の下方前部には、前輪車軸２２を介して左右前輪２０ＦＬ及び２０ＦＲが設けられており、下方後部には、後輪車軸２３を介して左右後輪２１ＲＬ及び２１ＲＲが設けられている。車両ボディ１０と一体のフレーム１１には制御機器収納部１２が設けられると共に、車両後方にも制御機器収納部１３が設けられている。また、車両中央部には、運転者が座って運転するための運転席３０が設けられており、運転席３０は座席３１と背もたれ３２で構成され、運転者はハンドル４０で操舵装置４１を介して車両を操舵する。
【００１２】
そして、本発明では、車両ボディ１０内の内面に沿って、運転席３０の周りに水平に、平面楕円形状の楕円状パイプ１００を配設している。楕円形パイプ１００は、車両ボディ１０やフレーム１１などの構造物に、溶接等の公知の取り付け手段によって取り付けられている。また、運転席３０の後方位置で、楕円状パイプ１００の短軸に補強用の棒状パイプ１１０を溶接等、公知の連結手段で連結している。この場合、楕円状パイプ１００が、運転者の乗降を妨げないことが必要であるが、ハンドル４０をフロントガラス方向に折り曲げ、運転席３０背もたれ３２をリクライニングさせ、水平方向に９０度回転しながら足を楕円状パイプ１００の上まで持ち上げる機構を取り付けることにより、容易な乗降が可能となる。
【００１３】
楕円状パイプ１００には、車両（乗用車）の構造用として規格化され、実績のある炭素鋼鋼管が適している。重さ６００Ｋｇの車両が、時速４０Ｋｍ／ｈで壁に激突して0.1秒で止まった場合、衝撃力は、６６，０００Ｎであるが、耐力の最も大きいＳＴＡＭ５４０Ｈ鋼管を使用した場合、耐力は４８０Ｎ／ｍｍ２であり、パイプ外径をＤとし、厚さをｔとすると、衝撃力を上回るためには、下記数１の関係でなければならない。
（数１）
６６，０００＜４８０（Ｄ-ｔ）ｔ×３．１４
更に鋼材としての安全係数を“２”とすると、外径Ｄと厚さｔの関係は、
（数２）
８７．６＜（Ｄ-ｔ）ｔ
が必要となる。例えば、外径Ｄ＝３０ｍｍの時、厚さｔ＝３．３ｍｍである。楕円状パイプ１００の全長を７ｍとすると、重量は約１５ｋｇである。
【００１４】
この炭素鋼鋼管を楕円形に加工し、補強用の棒状パイプ１１０を取り付けた場合、安全係数を５倍程度確保することは可能である。従って、楕円状パイプ１００及び棒状パイプ１１０の外径Ｄと厚さｔは、下記数３を満たすもので良い。
（数３）
８７．６＜（Ｄ-ｔ）ｔ
楕円は、数学的には図２に示すように長軸径ａ，短軸径ｂとして、“ｘ２／ａ２＋ｙ２／ｂ２＝１”で表わされる形状であるが、本発明における楕円状パイプ１００は数学的な楕円のみではなく、もっと緩やかな形状も含むものである。即ち、図３に示すように長軸Ｌの部分が平行で、前端部１０２及び後端部１０１が円弧ないし湾曲した形状であれば良い。長軸Ｌの部分は車両ボディ１０の内面に沿った形状であり、円弧の曲率も任意である。
【００１５】
また、楕円状パイプ１００及び棒状パイプ１１０の断面形状は図４であり、全体が中空であり、外径Ｄ（＝ｒ２×２）は３０ｍｍ以下、厚さｔ（＝ｒ２−ｒ１）は３ｍｍ以下となっている。
【００１６】
図５は、本発明の第２実施形態を図１に対応させて示しており、本実施形態では、運転席３０の背もたれ３１の後面に、背もたれ３１よりも外形が大きな楕円状パイプ１２０を上下に傾斜させて配設している。楕円状パイプ１２０は、車両ボディ１０やフレーム１１などの構造物に、溶接等の公知の取り付け手段によって取り付けられている。楕円状パイプ１２０の上部は車両ボディ１０の天井で固定され、下部はフレーム１１に固定されている。また、楕円状パイプ１２０には、楕円の短軸に補強用の棒状パイプ１３０が水平に取り付けられており、棒状パイプ１３０を取り付けることにより、一層の耐衝撃効果がある。
【００１７】
この場合は、楕円状パイプ１２０が運転者の乗降を妨げることはない。
【００１８】
なお、上述では運転者（乗員）がハンドルで操舵する車両について説明したが、自動運転車両についても同様に適用可能である。また、上述した第１実施形態と第２実施形態を組み合わせて、より高い安全性を求めることも可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１０      車両ボディ
１１      フレーム
１２、１３      制御機器収納部
２０ＦＲ，２０ＦＬ    前輪
２１ＲＲ，２１ＲＲ    後輪
２２            前輪車軸
２３            後輪車軸
３０      運転席
３１      座席シート
３２      背もたれ
４０      ハンドル
４１      操舵装置
【要約】
【課題】シンプルで軽量、かつ衝撃に強い構造で、事故の際に運転者の生命を守り、損傷を抑制する小型４輪車両を提供する。
【解決手段】車両ボディに支持され、左右各１対ずつの前輪及び後輪を設けられると共に、前記車両ボディ内に、前記前輪を操舵する運転席が設けられている小型４輪車両において、前記車両ボディの内面に沿い、かつ前記運転席の周りを平面楕円形状の楕円状パイプで水平に囲んだ構造を持つ。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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