CN109564141A - 汽车碰撞模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车碰撞模拟试验装置，其具备：滑车(1)，被支承为能够向水平方向(Da)移动；滑车加速装置，赋予加速度而使滑车(1)向水平方向(Da)移动；踏板(4)，被支承为相对于滑车(1)能够向水平方向(Da)移动；踏板加速装置(3)，赋予加速度而使踏板(4)向水平方向(Da)移动；及配重部(5)，被安装于踏板(4)，并由以相当于从乘员的脚后跟施加于踏板(4)的荷载的方式预先确定的质量形成。踏板(4)具有能够将所述配重部安装成装卸自如的安装部(7)。

Description

汽车碰撞模拟试验装置

技术领域

本发明涉及一种汽车碰撞模拟试验装置。

本申请主张基于2016年9月13日申请的日本专利申请2016-178757号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

通常，汽车的碰撞试验是用以评价碰撞量和客室的剩余空间量等物理量、以及乘员伤害值的实际车辆碰撞试验。然而，实际车辆中承载人体假人以规定速度碰撞屏障的方法是破坏试验，需要非常高的成本。因此进行用以开发气囊等安全装置的汽车碰撞模拟试验。在汽车碰撞模拟试验中使用安装有搭载人体假人和气囊等的白车身、模拟车身等试件的滑车。在汽车碰撞模拟试验中，对该滑车赋予与实际车辆碰撞时大致相同的加速度，由此以非破坏性的方式再现作用于试件的冲击度而评价乘员伤害值。

这种汽车碰撞模拟试验装置例如记载于专利文献1中。专利文献1中所记载的汽车碰撞模拟试验装置具备：滑车，能够向水平的前后方向移动；滑车加速装置，对滑车赋予加速度；踏板，旋转自如地支承于滑车；及加速装置，对踏板赋予加速度。而且，在该汽车碰撞模拟试验装置中，为了提高再现性，将配置于滑车上的踏板及加速装置的构成部件整体配置成滑车的左右方向的中心位置成为重心位置。该状态下，将座椅固定于滑车上并使人体假人就坐，在踏板上承载人体假人的脚之状态下实施试验。由此，在汽车碰撞模拟试验装置中，以非破坏性的方式再现实际车辆碰撞时的冲击度。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5627407号公报

然而，在如上所述的汽车碰撞模拟试验装置中，每次试验时需要更换人体假人和用以将人体假人固定于滑车的座椅及安全带等试件。因此经多次重复实施试验时，需要重新布置试件，导致试验效率和成本效率变得非常差。与此相对，期待欲提高试验效率和成本效率。

发明内容

本发明提供一种能够提高试验效率和成本效率的汽车碰撞模拟试验装置。

本发明的第一方式中的汽车碰撞模拟试验装置具备：滑车，被支承为能够向水平方向移动；滑车加速装置，向所述滑车赋予加速度而使所述滑车向所述水平方向移动；踏板，被支承为相对于所述滑车能够向所述水平方向移动；踏板加速装置，向所述踏板赋予加速度而使所述踏板向所述水平方向移动；及配重部，被安装于所述踏板，并由以相当于从乘员的脚后跟施加于所述踏板的荷载的方式预先确定的质量形成，所述踏板具有安装部，该安装部能够将所述配重部安装成装卸自如。

根据这种结构，不使用人体假人，而如使用了人体假人的情况那样能够对踏板赋予负载进行试验。由此，不使用需要更换的试件，而能够以高精度再现汽车碰撞时的踏板的响应。

并且，本发明的第二方式中的汽车碰撞模拟试验装置中，在第一方式中，所述踏板具有：水平部，向所述水平方向延伸；及倾斜部，从所述水平部的所述水平方向的一侧的端部向所述水平方向的一侧且铅垂方向的上侧延伸，所述配重部可以安装于所述倾斜部。

根据这种结构，能够通过配重部对与实际上乘员乘坐汽车的情况下被施加负载的踏板的位置相同的位置赋予负载。由此，能够以更高精度再现试验时汽车碰撞时的踏板的响应。

并且，本发明的第三方式中的汽车碰撞模拟试验装置中，第一或第二方式中，所述安装部可以具有：多个孔部，遍及所述踏板的整个区域而形成；及固定部件，插通于所述孔部而固定所述配重部。

根据这种结构，能够在踏板的任意的位置安装配重部而实施试验。

并且，本发明的第四方式中的汽车碰撞模拟试验装置中，在第一至第三方式中的任一方式中，所述配重部可以层叠呈相同形状的多个平板状板部件而构成。

根据这种结构，通过改变层叠数量而容易调整配重部的质量。

发明效果

根据本发明，能够提高试验效率和成本效率。

附图说明

图1是对从侧方观察到本发明的实施方式中的汽车碰撞模拟试验装置的形态进行说明的侧视图。

图2是对从上方观察到本发明的实施方式中的汽车碰撞模拟试验装置的形态进行说明的顶视图。

图3是对本发明的实施方式中的汽车碰撞模拟试验装置的侵入(Intrusion)装置进行说明的概要图。

图4是对本发明的实施方式中的踏板的外围结构进行说明的概要图。

图5使对本发明的实施方式中的踏板及配重部进行说明的概要图。

具体实施方式

以下，参考图1至图5，对本发明所涉及的实施方式的汽车碰撞模拟试验装置100进行说明。

汽车碰撞模拟试验装置100能够模拟通过实际的汽车碰撞时的惯性力而使乘员移动，并且车辆结构物侵入(Intrusion)乘员室内。如图1至图3所示，本实施方式的汽车碰撞模拟试验装置100具备滑车1、第一发射装置(滑车加速装置)2、侵入装置(踏板加速装置)3、踏板4及配重部5。

滑车1是具有规定厚度的矩形板状板材的框架组件。如图1及图2所示，滑车1被支承为相对于地面10能够向水平方向Da移动。滑车1被支承为能够沿具有规定间隔而配置于地面10的左右一对轨道11向水平方向Da移动。滑车1设为能够通过固定于下表面的滑块1a在轨道11上移动而沿轨道11移动。滑车1能够将试件4a搭载于上表面。

本实施方式的试件4a为仅具有骨架的汽车即所谓的白车身，装配有座椅、转向盘、气囊等配件。本实施方式的试件4a中未包括人体假人。试件4a载置于滑车1上的规定的位置，通过未图示的固定件而被固定。在此，本实施方式的试件4a为白车身，其包括座椅、转向盘及气囊，但并不限定于此。试件4a只要至少包括踏板4即可。即，试件4a可以构成为不具有白车身，而仅具有踏板4。

并且，在本实施方式中，试件4a搭载于滑车1上，从而将作为该试件4a的汽车的骨架即白车身的前后方向设为水平方向Da(图1及图2的纸面左右方向)。将白车身的前后方向的前方(图1及图2的纸面左侧)设为滑车1的水平方向Da的前方，且将白车身的前后方向的后方(图1及图2的纸面右侧)设为滑车1的水平方向Da的后方而进行说明。并且，将作为试件4a的汽车的侧方设为滑车1的侧方即宽度方向Dw(图1的纸面进深方向及图2的纸面上下方向)而进行说明。

第一发射装置2向滑车1赋予加速度而使滑车1向水平方向Da移动。本实施方式的第一发射装置2配置于滑车1的水平方向Da的前方的地面10。第一发射装置2具有通过被液压控制(或者气压控制、摩擦控制等)而向滑车1侧射出的第一活塞21。第一发射装置2在第一活塞21的前端接触到滑车1的前方端部的状态下射出第一活塞21。由此，第一发射装置2对滑车1赋予向水平方向Da的后方的冲击力即加速度。由于通过第一发射装置2对滑车1赋予后方加速度，因此成为与滑车1上的试件4a正面碰撞时受到后方加速度相同的状况。其结果，在汽车碰撞模拟试验装置100中，使汽车碰撞时的冲击产生于试件4a。

侵入装置3向踏板4赋予加速度，从而使踏板4向水平方向Da移动。侵入装置3以位于试件4a的前方的方式设置于滑车1上。如图3所示，侵入装置3具有踏板支承部31、第二发射装置32及第三发射装置33。

踏板支承部31将后述踏板4支承于滑车1上。如图4所示，踏板支承部31具有配置于滑车1上的导轨311、在导轨311上移动的移动台312、固定于移动台312的托架313、将踏板4支承为相对于托架313能够旋转的支承轴314。

导轨311以与轨道11平行的方式配置于滑车1上。

移动台312在导轨311上滑行。移动台312设为能够沿导轨311在滑车1上向水平方向Da的前后移动。移动台312成为托架313的底座。

托架313从移动台312向铅垂方向的上方延伸。托架313将支承轴314支承为能够旋转。

支承轴314沿与滑车1的移动方向即水平方向Da正交的水平的宽度方向Dw配置。支承轴314是向宽度方向Dw延伸的圆柱状轴部件。支承轴314设为相对于托架313能够围绕向宽度方向Dw延伸的中心轴旋转。支承轴314将踏板4支承为相对于托架313能够旋转。

第二发射装置32向踏板4赋予加速度，从而使踏板4围绕支承轴314旋转。如图3所示，本实施方式的第二发射装置32以位于踏板4的前方的方式配置于滑车1上。第二发射装置32具有通过被液压控制(或气压控制、摩擦控制等)而向踏板4侧射出的第二活塞321。第二发射装置32旋转自如地连结于基端部固定于滑车1上的固定块35。第二发射装置32的第二活塞321的前端部旋转自如地连结于踏板4。

第二发射装置32通过射出第二活塞321而对踏板4赋予向后方旋转的冲击力即加速度。即，第二发射装置32对踏板4赋予以支承轴314为中心旋转的旋转力。第二发射装置32在由第一发射装置2对滑车1赋予后方加速度时同时进行工作，对踏板4赋予后方加速度。

第三发射装置33向踏板4赋予加速度，从而使踏板4向水平方向Da移动。第三发射装置33以位于踏板4的前方的方式与第二发射装置32并列地配置于滑车1上。第三发射装置33具有通过被液压控制(或气压控制、摩擦控制等)而向踏板4侧射出的第三活塞331。第三发射装置33旋转自如地连结于基端部固定于滑车1上的固定块35。第三发射装置33的第三活塞331的前端部旋转自如地连结于托架313。因此第三发射装置33通过射出第三活塞331而对托架313赋予向后方移动的冲击力即加速度。

第三发射装置33在由第二发射装置32对踏板4赋予后方加速度时同时进行工作，对踏板4赋予后方加速度。即，在汽车碰撞模拟试验装置100中，在由第一发射装置2对滑车1赋予加速度而对滑车1赋予了后方加速度时，通过第二发射装置32及第三发射装置33而对踏板4赋予加速度。由此，在汽车碰撞模拟试验装置100中，成为与滑车1上的踏板4受到由正面碰撞导致的后方加速度(变形)相同的状况。其结果，在汽车碰撞模拟试验装置100中，使汽车碰撞时的冲击产出于踏板4。

踏板4是模拟了将引擎室和其后方的乘员室进行分隔开的部件的试件4a。踏板4被支承为相对于滑车1能够在水平方向Da上移动。如图4所示，本实施方式的踏板4被固定于支承轴314，并被支承为能够与支承轴314一同相对于托架313旋转。踏板4经由支承轴314而被安装于托架313，由此被安装为能够与移动台312一同相对于滑车1向水平方向Da移动。即，踏板4设为相对于滑车1能够在水平方向Da上移动且能够围绕支承轴314旋转。踏板4具有水平部41、倾斜部42及安装部7。

水平部41是模拟了汽车的驾驶座或助手座中的构成乘员室地面的地板的模拟车身组件。水平部41在水平方向Da上延伸。具体而言，本实施方式的水平部41相对于支承轴314向水平方向Da的后方延伸。水平部41相对于地面10水平地形成。水平部41是在宽度方向Dw上长的矩形平板状部件。

倾斜部42是模拟了汽车的驾驶座或助手座中的分隔引擎室和乘员室的部件的模拟车身组件。倾斜部42从水平部41的水平方向Da的一侧即前方的端部向水平方向Da的前方且铅垂方向的上侧延伸。具体而言，本实施方式的倾斜部42是相对于支承轴314向水平方向Da的前方且铅垂方向的上侧延伸的长的矩形平板状部件。倾斜部42形成为宽度方向Dw的长度与水平部41相同的大小。倾斜部42形成为水平方向Da的长度比水平部41长。倾斜部42以相对于水平部41成为钝角的方式从水平部41的前方端部倾斜地延伸。即，倾斜部42在与支承轴314连结的位置上与平部41形成为一体。从而，踏板4成为经由支承轴314以规定角度(钝角)被折弯的板形状。

安装部7设为能够将配重部5装卸自如地安装于水平部41及倾斜部42。本实施方式的安装部7设为能够将配重部5安装于水平部41及倾斜部42的任意的位置。在实施试验时，安装部7固定配重部5，以免从水平部41及倾斜部42脱落或偏移。如图5所示，安装部7具有在遍及踏板4的整个区域隔开间隔而形成的多个孔部71、以及插通于孔部71而固定配重部5的固定部件72。

孔部71形成于水平部41及倾斜部42。孔部71沿铅垂方向贯通水平部41和倾斜部42。孔部71在宽度方向Dw及水平方向Da上分别隔开规定的间隔而配置于水平部41及倾斜部42。具体而言，多个孔部71在倾斜部42沿宽度方向Dw隔开规定的尺寸a(例如50mm左右)的间隔形成有7列。多个孔部71在倾斜部42沿水平方向Da隔开规定的尺寸b的间隔形成有5列。多个孔部71在水平部41沿宽度方向Dw隔开规定的尺寸a的间隔形成有7列。多个孔部71在水平部41沿水平方向Da隔开规定的尺寸b形成有3列。

固定部件72将配重部5以能够装卸的方式固定于水平部41或倾斜部42。本实施方式的固定部件72是设为能够插通于孔部71的螺栓螺母。另外，固定部件72如本实施方式并不限定于螺栓螺母。固定部件72只要能够以在实施试验时不脱落或不偏移的力，将配重部5以能够装卸的方式固定于踏板4即可。

配重部5被安装于踏板4。配重部5以成为规定质量的方式形成。如图4所示，在假设配置有人体假人的情况下，本实施方式的配重部5配置成与连接踏板4上的人体假人的脚后跟和脚踝的假想线O交差的位置和配重部5的中心位置重合。配重部5优选被安装于倾斜部42。本实施方式的配重部5以对应于人体假人的两只脚的方式，在一个倾斜部42的两个部位配置。

在此，规定质量是指以相当于假设从乘坐的乘员的脚后跟对踏板4施加的荷载的方式预先确定的质量。具体而言，规定质量从以往使用于汽车碰撞模拟试验装置100的人体假人的总质量中导出。规定质量优选被确定为成为所使用的人体假人的质量的10％～15％左右的比率。该比率是成为相当于人体假人的下肢质量的值。例如规定质量在模拟成人男性的人体假人为75kg的情况下设为10kg左右，在模拟成人女性的人体假人为50kg的情况下设为6kg左右。

配重部5通过层叠呈相同形状的多个平板状小配重板51(板部件)而构成。小配重板51呈矩形平板状。小直径板以与孔部71对应的方式形成有多个贯通孔。小配重板51形成为以多张成为规定质量。本实施方式的小配重板51例如以1kg左右的质量形成。从而，配重部5在以成为规定质量的方式层叠有多张小配重板51的状态下，通过将固定部件72插通于贯通孔及孔部71而被安装于倾斜部42。

在此，对本实施方式的汽车碰撞模拟试验装置100的作动进行说明。

在通过本实施方式的汽车碰撞模拟试验装置100而实施汽车碰撞试验的情况下，提前根据滑车1和踏板4的设计数据(重量和重心位置等)、相对于在实际车辆碰撞试验中得到的碰撞时间的加速度变化的各数据，设定试验条件。具体而言，为了能够再现该加速度的时间变化(波形)，将第一发射装置2中的第一活塞21、第二发射装置32中的第二活塞321及第三发射装置33中的第三活塞331的射出力、滑车1上的试件4a的位置设定为规定值。

并且，将人体假人临时放在座椅等上，以与连接倾斜部42上的人体假人的脚后跟与脚踝的假想线O交差的位置和中心位置重合的方式配置一张小配重板51。以符合与根据作为试验对象的乘员的重量而确定的规定质量的方式层叠多张小配重板51，并经由固定部件72而固定于孔部71。

在配重部5固定于倾斜部42的状态下，如图1至图3所示，对第一发射装置2进行液压控制，由此第一活塞21被射出。由于第一活塞21被射出，因此对处于停止状态的滑车1赋予目标前后加速度(滑车1中的后方加速度)。即，模拟碰撞时的加速度被赋予到滑车1。其结果，滑车1伴随被赋予的目标前后加速度而向后方仅移动规定距离。

并且，同时对第一发射装置2、第二发射装置32及第三发射装置33进行液压控制，由此第二活塞321及第三活塞331被射出。由于第二活塞321及第三活塞331被射出，因此对处于停止状态的踏板4赋予目标前后加速度(踏板4中的后方加速度)。即，模拟碰撞时的加速度被赋予到踏板4。其结果，踏板4伴随被赋予的目标前后加速度而向后方仅旋转规定角度，并且向后方仅移动规定距离。即，踏板4在倾斜部42以支承轴314为支点上升，并且水平部41以支承轴314为支点下降，同时踏板4后退。

根据这种汽车碰撞模拟试验装置100，在配重部5安装于倾斜部42的状态下实施试验。因此在来自配重部5的负载施加到踏板4的状态下，从第一发射装置2、第二发射装置32及第三发射装置33对踏板4赋予加速度。其结果，能够赋予如驾驶者等乘员的脚被放置在踏板4的状态的负载而实施试验。即，不使用人体假人，而如使用了人体假人的情况那样能够从配重部5对踏板4赋予负载而进行试验。而且，不使用人体假人而能够实施试验，因此不用准备新的人体假人而能够重复实施试验。从而不使用需要更换的试件4a而能够以高精度再现汽车碰撞时的踏板4的响应。由此能够提高试验效率和成本效率。

并且，在踏板4中容易受到由乘员施加的负载的倾斜部42安装有配重部5。即，在实际上乘员乘坐于汽车的情况下被施加负载的踏板4上的位置，能够通过配重部5而赋予负载。由此在试验时能够以更高精度再现汽车碰撞时的踏板4的响应。

尤其，在本实施方式中，配重部5的规定质量相当于人体假人的下肢质量。因此不使用人体假人，而能够仅通过配重部5以高精度模拟驾驶者等乘员的脚放在踏板4上的状态而实施试验。由此能够以更高精度再现汽车碰撞时的踏板4的响应。

并且，孔部71遍及水平部41及倾斜部42的整个区域而形成。通过插通于该孔部71的固定部件72以装卸自如的方式固定配重部5。因此能够在踏板4的任意的位置安装配重部5而实施试验。

并且，以与连接踏板4上的人体假人的脚后跟与脚踝的假想线O交差的位置和配重部5的中心位置重合的方式配置。因此实际上乘员乘坐于汽车的状况比仅将配重部5配置于踏板4上的情况能够以更高精度再现。从而，能够以更高精度再现汽车碰撞时的踏板4的响应。

并且，配重部5形成为通过重叠多张小配重板51而成为规定质量。在模拟成年男性的情况和模拟成年女性的情况下，变更作为试验对象的乘员的体重而实施试验。此时，只是改变小配重板51的数量，便能够将配重部5的规定质量调整为符合对应的质量。即，通过改变层叠小配重板51的数量而能够容易调整配重部5的质量。

以上，参考附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但各实施方式中的各结构及其组合等为一个例子，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够变更结构的附加、省略、替换及其他变更。并且，本发明并不限定于实施方式，而仅限定于权利要求范围。

另外，侵入装置3并不限定于如本实施方式那样具备第二发射装置32和第三发射装置33两个踏板加速装置。侵入装置3只要能够向踏板4赋予加速度即可。例如侵入装置3那样可以仅具备第二发射装置32，也可以仅具备第三发射装置33。

并且，在侵入装置3中，将第二发射装置32的第二活塞321和第三发射装置33的第三活塞331的前端部旋转自如地连结于踏板4，但如第一发射装置2那样也可以将第二活塞321的前端部抵接于踏板4。

并且，规定质量并不限定于如本实施方式那样根据人体假人而确定。例如规定质量也可以假设实际的乘员而确定。

产业上的可利用性

根据上述汽车碰撞模拟试验装置100，能够提高试验效率和成本效率。

附图标记说明

100-汽车碰撞模拟试验装置，1-滑车，10-地面，11-轨道，1a-滑块，4a-试件，2-第一发射装置，21-第一活塞，3-侵入装置，31-踏板支承部，311-导轨，312-移动台，313-托架，314-支承轴，32-第二发射装置，321-第二活塞，33-第三发射装置，331-第三活塞，35-固定块，4-踏板，41-水平部，42-倾斜部，7-安装部，71-孔部，72-固定部件，5-配重部，51-小配重板，O-假想线。

Claims (4)

1.一种汽车碰撞模拟试验装置，其具备：

滑车，被支承为能够向水平方向移动；

滑车加速装置，向所述滑车赋予加速度而使所述滑车向所述水平方向移动；

踏板，被支承为相对于所述滑车能够向所述水平方向移动；

踏板加速装置，向所述踏板赋予加速度而使所述踏板向所述水平方向移动；及

配重部，被安装于所述踏板，并由以相当于从乘员的脚后跟施加于所述踏板的荷载的方式预先确定的质量形成，

所述踏板具有能够将所述配重部安装成装卸自如的安装部。

2.根据权利要求1所述的汽车碰撞模拟试验装置，其中，

所述踏板具有：

水平部，向所述水平方向延伸；及

倾斜部，从所述水平部的所述水平方向的一侧的端部向所述水平方向的一侧且铅垂方向的上侧延伸，

所述配重部被安装于所述倾斜部。

3.根据权利要求1或2所述的汽车碰撞模拟试验装置，其中，

所述安装部具有：

多个孔部，遍及所述踏板的整个区域而形成；及

固定部件，插通于所述孔部而固定所述配重部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车碰撞模拟试验装置，其中，

所述配重部层叠呈相同形状的多个平板状板部件而构成。