CN112740002B - 汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种实现使实际的车身碰撞时的状态良好地再现的部件碰撞试验，能够进行高速区域的试验，提高试验的经济上的合理性的碰撞性能评价试验方法及装置。在对车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对另一端部进行支承的支承夹具中的至少一方设置由平移控制机构或旋转控制机构构成的运动控制机构，该运动控制机构具有在支承夹具的运动限制构件固定的固定构件、能够运动地连结于固定构件并在车身部件的一端部或另一端部固定的可动构件，在固定构件和可动构件中的一方朝向另一方突出设置的压缩构件嵌入于引导部内，该引导部形成于另一方且沿可动构件的可运动方向延伸，并且该引导部在内部配置有能量吸收构件，通过可动构件相对于固定构件的运动使能量吸收构件变形，从而向可动构件施加与所述可动构件的运动方向相反的方向的反力。

Description

汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法及装置

技术领域

本发明涉及进行汽车的车身部件的碰撞性能的评价试验的方法及装置。

背景技术

作为汽车的车身所需的性能之一，存在碰撞性能，要求在碰撞时减轻车身的损伤并保护乘员。在汽车的开发设计阶段，车身的碰撞性能的评价不可或缺，实施基于计算机上的模拟的性能预测。而且，作为确认目标的碰撞性能的实现的方法，在汽车制造商处制造试制车而用于碰撞试验，如果不满足性能的情况下，实施应对方法，需要重新制造试制车而再次实施碰撞试验，需要极大的开发成本、开发时间。

因此，为了节约开发成本、开发时间，以往取代汽车的车身整体的碰撞性能评价试验而进行车身部件单体的碰撞性能评价试验(以下，也称为“部件碰撞试验”。)，为了在车身部件单体的试验中评价车身整体的碰撞性能，希望对部件限制状态、载荷负载状态进行控制而进行切合于实际的车身整体的变形的试验的试验方法。

汽车的车身部件中的特别是在侧面碰撞时担负着保护乘员的重要的作用的中柱部件是通过上部车顶部和下部摇臂部(也称为侧梁部。)而与车身的其他的部分结合的I字状的部件，在其他的汽车从侧面方向发生了碰撞的情况下，以变形为S字状并将碰撞的汽车向车内的侵入抑制成最小限度的方式发挥作用。并且，在该碰撞时，下部摇臂部扭转地变形，并限制中柱部件的中央部的变形。在部件碰撞试验中，需要使试验对象的车身部件及其周围的车身的这样的变形、负载状态再现。

例如，专利文献1提出了汽车的车身部件的碰撞性能评价试验方法及该方法使用的部件碰撞试验机的方案，在该评价试验方法及试验机中，通过在车身部件的各支承点安装将飞轮和单向离合器组合而成的限制夹具来模拟车身侧的变形阻力。

另外，专利文献2提出了在部件碰撞试验中能够赋予转矩的部件支承夹具的方案，在该部件支承夹具中，将齿条齿轮方式的齿轮与弹簧组合而能够利用弹簧的力限制车身部件的变形，通过使弹簧的强度变化来调整车身部件的限制状态。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4902027号公报

专利文献2：日本特开2016-061725号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，部件碰撞试验希望以从时速几km至时速100km左右的各种速度实施。因此，部件碰撞试验使用的夹具要求能够应对各个速度的构造和强度。而且，部件碰撞试验需要以各种条件进行多次试验，因此也要重视经济上的合理性。

然而，专利文献1提出的技术是通过飞轮的惯性力对车身部件赋予限制力的技术，因此在低速区域的试验中，可获得惯性力的所希望的条件下的试验困难，在高速区域的试验中，也需要根据速度的变化来调整飞轮的质量，因此试验费用可能会高涨。

另外，专利文献2提出的技术是通过齿条齿轮和弹簧方式的限制机构来得到车身部件的限制力的技术，因此机构复杂，在超过时速50km那样的高速区域的试验中，在由于冲击性的载荷而该机构未动作的点、最差的情况下使试验装置自身破损的点上存在问题。

因而，本发明的目的在于提供一种有利地解决如上所述那样试验速度的制约、经济上的合理性的课题的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法及碰撞性能评价试验装置。

用于解决课题的方案

实现上述目的的本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的特征在于，

分别利用支承夹具支承所述车身部件的一端部及另一端部，

在对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的至少一方设置运动控制机构，

所述运动控制机构具有：固定构件，固定于所述支承夹具的运动限制构件；及可动构件，能够相对于碰撞冲头的碰撞方向沿规定方向运动地与固定构件连结，并且所述可动构件固定于所述车身部件的一端部或另一端部，

在所述固定构件和所述可动构件中的一方朝向另一方突出设置的压缩构件以运动限制状态嵌入于引导部内，该引导部形成于所述固定构件和所述可动构件中的另一方并沿所述可动构件的可运动方向延伸，并且该引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述可动构件相对于所述固定构件的沿所述规定方向的运动而使所述能量吸收构件变形，来向所述可动构件施加与所述可动构件的运动方向相反的方向的反力，

使所述碰撞冲头以试验速度在所述碰撞方向上与所述车身部件碰撞，并且，

从所述运动控制机构向所述车身部件的一端部及另一端部中的设置有所述运动控制机构的所述支承夹具所支承的端部施加所述反方向的反力，来控制该端部的运动。

另外，实现上述目的的本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置是进行汽车的车身部件的碰撞性能的评价试验的装置，其特征在于，具有：

支承夹具，分别支承所述车身部件的一端部及另一端部；

碰撞冲头，以试验速度与由所述支承夹具分别支承所述一端部及所述另一端部的所述车身部件碰撞；及

运动控制机构，设置于对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的至少一方，

所述运动控制机构具有：固定构件，固定于所述支承夹具的运动限制构件；及可动构件，能够相对于所述碰撞冲头的碰撞方向沿规定方向运动地与固定构件连结，并且所述可动构件固定于所述车身部件的一端部或另一端部，

在所述固定构件和所述可动构件中的一方朝向另一方突出设置的压缩构件以运动限制状态嵌入于引导部内，该引导部形成于所述固定构件和所述可动构件中的另一方且沿所述可动构件的可运动方向延伸，并且该引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述可动构件相对于所述固定构件的沿所述规定方向的运动而使所述能量吸收构件变形，来向所述可动构件施加与所述可动构件的运动方向相反的方向的反力。

发明效果

本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法在进行汽车的车身部件的碰撞性能的评价试验时，分别通过支承夹具支承所述车身部件的一端部及另一端部，在对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的至少一方设置运动控制机构，所述运动控制机构具有：固定构件，固定于所述支承夹具的运动限制构件；及可动构件，能够相对于碰撞冲头的碰撞方向沿规定方向运动地与固定构件连结，并且所述可动构件固定于所述车身部件的一端部或另一端部，在所述固定构件和所述可动构件中的一方朝向另一方突出设置的压缩构件以运动限制状态嵌入于引导部内，该引导部形成于所述固定构件和所述可动构件中的另一方且沿所述可动构件的可运动方向延伸，并且该引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述可动构件相对于所述固定构件的沿所述规定方向的运动而使所述能量吸收构件变形，来向所述可动构件施加与所述可动构件的运动方向相反的方向的反力，使所述碰撞冲头以试验速度向所述碰撞方向与所述车身部件碰撞，并且，从所述运动控制机构向所述车身部件的一端部及另一端部中的设有所述运动控制机构的所述支承夹具所支承的端部施加所述反方向的反力，来控制该端部的运动。

因而，根据本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法，伴随着使所述碰撞冲头以试验速度与所述车身部件的碰撞，从所述运动控制机构向通过设有该运动控制机构的支承夹具所支承的所述车身部件的端部施加所述反方向的反力，来控制该端部的运动，由此能够使实际的车身碰撞时的部件限制状态、载荷负载状态良好地再现并实现车身部件单体的碰撞性能评价试验。而且，通过将能量吸收构件配置于支承夹具的运动控制机构的简单且坚固的构造，能够进行时速50km以上的高速区域的试验，此外，通过在能量吸收构件中适用廉价的构件，也能够提高试验的经济上的合理性。

并且，本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法中，所述运动控制机构由从平移控制机构及旋转控制机构中选择的至少一个构成，所述平移控制机构具有：支承板，由所述支承夹具的旋转限制构件支承；及平移板，能够沿着与碰撞冲头的碰撞方向交叉的规定方向平移地与所述支承板连结，并且所述平移板固定于所述车身部件的一端部或另一端部，在所述支承板和所述平移板中的一方朝向另一方突出设置的压缩突条以转动限制状态嵌入于直线状引导部内，该直线状引导部形成于所述支承板和所述平移板中的另一方且沿所述平移板的可平移方向延伸，并且该直线状引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述平移板相对于所述支承板的沿所述规定方向的平移，使所述能量吸收构件变形而向所述平移板施加与所述平移板的平移方向相反的方向的反力，所述旋转控制机构具有：固定环，固定于所述支承夹具的旋转限制构件；及旋转环，能够绕着沿与碰撞冲头的碰撞方向交叉的规定方向延伸的规定轴旋转地连结于所述固定环，并且所述旋转环固定于所述车身部件的一端部或另一端部，在所述固定环和所述旋转环中的一方朝向另一方突出设置的压缩销嵌入于圆弧状引导部内，该圆弧状引导部形成于所述固定环和所述旋转环中的另一方且沿着以所述规定轴为中心的周向延伸，并且该圆弧状引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述旋转环相对于所述固定环的绕所述规定轴的旋转，使所述能量吸收构件变形而向所述旋转环施加与所述旋转环旋转方向相反的方向的转矩，根据该汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法，能够使实际的车身碰撞时的部件限制状态、载荷负载状态更良好地再现并实现车身部件单体的碰撞性能评价试验。

另外，本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置具有：支承夹具，分别支承所述车身部件的一端部及另一端部；碰撞冲头，以试验速度与由所述支承夹具分别支承所述一端部及所述另一端部的所述车身部件碰撞；及运动控制机构，设置于对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的至少一方，所述运动控制机构具有：固定构件，固定于所述支承夹具的运动限制构件；及可动构件，能够相对于所述碰撞冲头的碰撞方向沿规定方向运动地与固定构件连结，并且所述可动构件固定于所述车身部件的一端部或另一端部，在所述固定构件和所述可动构件中的一方朝向另一方突出设置的压缩构件以运动限制状态嵌入于引导部内，该引导部形成于所述固定构件和所述可动构件中的另一方且沿所述可动构件的可运动方向延伸，并且该引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述可动构件相对于所述固定构件的沿所述规定方向的运动而使所述能量吸收构件变形，来向所述可动构件施加与所述可动构件的运动方向相反的方向的反力。

因而，根据本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置，伴随着使所述碰撞冲头以试验速度与所述车身部件的碰撞，从所述运动控制机构向通过设有该运动控制机构的支承夹具所支承的所述车身部件的端部施加所述反方向的反力，而适当地控制该端部的运动，由此能够使实际的车身碰撞时的部件限制状态、载荷负载状态良好地再现并实现车身部件单体的碰撞性能评价试验。而且，通过将能量吸收构件配置于支承夹具的运动控制机构的简单且坚固的构造，能够进行时速50km以上的高速区域的试验，此外，通过在能量吸收构件中适用廉价的构件，也能够提高试验的经济上的合理性。

并且，本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置中，所述运动控制机构是从平移控制机构及旋转控制机构中选择的至少一个，所述平移控制机构具有：支承板，由所述支承夹具的旋转限制构件支承；及平移板，能够沿着与所述碰撞冲头的碰撞方向交叉的规定方向平移地与所述支承板连结，并且所述平移板固定于所述车身部件的一端部或另一端部，在所述支承板和所述平移板中的一方朝向另一方突出设置的压缩突条以转动限制状态嵌入于直线状引导部内，该直线状引导部形成于所述支承板和所述平移板中的另一方且沿所述平移板的可平移方向延伸，并且该直线状引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述平移板相对于所述支承板的沿所述规定方向的平移，使所述能量吸收构件变形而向所述平移板施加与所述平移板的平移方向相反的方向的反力，所述旋转控制机构具有：固定环，固定于所述支承夹具的旋转限制构件；及旋转环，能够绕着沿与所述碰撞冲头的碰撞方向交叉的方向延伸的规定轴旋转地连结于所述固定环，并且固定于所述车身部件的一端部或另一端部，在所述固定环和所述旋转环中的一方朝向另一方突出设置的压缩销嵌入于圆弧状引导部内，该圆弧状引导部形成于所述固定环和所述旋转环中的另一方且沿着以所述规定轴为中心的周向延伸，并且该圆弧状引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述旋转环相对于所述固定环的绕所述规定轴的旋转，使所述能量吸收构件变形而向所述旋转环施加与所述旋转环的旋转方向相反的方向的转矩，该汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置具有：平移控制机构，设置于对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的一方；旋转控制机构，设置于对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的另一方，根据该汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置，能够使实际的车身碰撞时的部件限制状态、载荷负载状态更良好地再现并实现车身部件单体的碰撞性能评价试验。

需要说明的是，在本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法及装置中，所述车身部件优选为中柱部件。这是因为，中柱部件在部件碰撞试验时较大地受到部件限制状态、载荷负载状态的影响的缘故。而且，所述运动控制机构优选为使在实际的车身碰撞中产生的所述车身部件的变形状态再现的机构。这是为了提高车身部件的碰撞性能评价的精度。

此外，在本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法及装置中，优选对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具分别单独具有载荷测定用的负载传感器，通过上述的负载传感器，测量在由所述碰撞冲头产生的所述车身部件的碰撞变形时产生的变形载荷的分布。这是因为，也能够获知在车身部件的碰撞变形时从车身部件向车身的其他的部分施加的载荷的缘故。而且，所述能量吸收构件优选为市售的金属制圆管。这是因为，市售的金属制圆管能够廉价地获得，能量吸收能力也稳定的缘故。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法使用的本发明的一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置的立体图。

图2是表示上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置中的作为车身部件的中柱部件及对其两端部进行支承的支承夹具的立体图。

图3(a)及(b)是将对作为上述中柱部件的上端部的车顶部进行支承的车顶侧支承夹具的平移控制机构放大而以分解状态及组装状态分别表示的立体图。

图4(a)、(b)、(c)及(d)是将上述车顶侧支承夹具的平移控制机构的动作状态历时地顺次表示的说明图。

图5是将图4(c)进一步放大表示的说明图。

图6(a)及(b)是将对作为上述中柱部件的下端部的摇臂部进行支承的摇臂侧支承夹具的旋转控制机构放大而分别以分解状态及组装状态表示的立体图。

图7(a)、(b)及(c)是将上述摇臂侧支承夹具的旋转控制机构的动作状态历时地顺次表示的说明图。

图8是将图7(c)进一步放大表示的说明图。

图9(a)及(b)是分别表示上述实施方式中的上述中柱部件的部件碰撞试验前的初始形状及部件碰撞试验后的形状的侧视图。

图10是表示在上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的部件碰撞试验时测定到的碰撞冲头的碰撞方向的水平载荷的坐标图。

图11是表示在上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的部件碰撞试验时测定到的与碰撞冲头的碰撞方向交叉的下方向的载荷的坐标图。

图12是表示本发明的另一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法所使用的本发明的另一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置的立体图。

图13是表示上述另一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置中的作为车身部件的中柱部件及对其两端部进行支承的支承夹具的立体图。

图14(a)及(b)是分别表示上述另一实施方式的上述中柱部件的部件碰撞试验前的初始形状及部件碰撞试验后的形状的侧视图。

图15是表示在上述另一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的部件碰撞试验时测定到的碰撞冲头的碰撞方向的碰撞载荷的坐标图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，基于附图进行详细说明。在此，图1是表示本发明的一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法所使用的本发明的一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置的立体图，图2是表示上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置中的作为车身部件的中柱部件及对其两端部进行支承的支承夹具的立体图。

该实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置是进行评价作为汽车的车身部件的中柱部件的侧面碰撞性能的试验的装置，如图1所示，具有：左右一对的车顶侧支承夹具2，对中柱部件1的一端部即作为上端部的车顶侧端部1a进行支承；左右一对的摇臂侧支承夹具3，对中柱部件1的另一端部即作为下端部的摇臂侧端部1b进行支承；平移控制机构4，在该实施方式中在对中柱部件1的车顶侧端部1a进行支承的车顶侧支承夹具2设置，作为运动控制机构；旋转控制机构5，在该实施方式中在对中柱部件1的摇臂侧端部1b进行支承的摇臂侧支承夹具3设置，作为运动控制机构；及碰撞冲头6，朝向相当于车身内侧的方向以试验速度水平地与中柱部件1的中央部的靠下部分碰撞，所述中柱部件1由车顶侧支承夹具2支承车顶侧端部1a并由摇臂侧支承夹具3支承摇臂侧端部1b。

图3(a)及图3(b)是将上述车顶侧支承夹具2的平移控制机构4放大而以分解状态及组装状态分别表示的立体图，该平移控制机构4具有通过例如焊接而固定于中柱部件1的车顶侧端部1a的作为可动构件的平移板4a、由车顶侧支承夹具2的矩形的厚板状的作为运动限制构件的旋转限制构件2a支承的作为固定构件的支承板4b，在该实施方式中，在平移板4a上朝向支承板4b突出设置的作为压缩构件的压缩突条4c以转动被限制的状态滑动自如地嵌入于直线状引导部4e内，该直线状引导部4e形成于支承板4b且在与碰撞冲头6的碰撞方向交叉的方向即上下方向(平移板的可运动方向)上延伸，并且该直线状引导部4e在内部配置有多根短的钢管等圆筒状的金属管4d作为能量吸收构件，在图3所示的例子中上下各配置三根。

图4(a)、图4(b)、图4(c)及图4(d)是将上述车顶侧支承夹具2的平移控制机构4的动作状态历时地顺次表示的说明图，图5是将图4(c)进一步放大表示的说明图，中柱部件1由车顶侧支承夹具2支承车顶侧端部1a并由摇臂侧支承夹具3支承摇臂侧端部1b，当碰撞冲头6朝向相当于车身内侧的方向以试验速度水平地与所述中柱部件1碰撞时，平移板4a相对于支承板4b在上下方向上平移，如图4及图5所示，在直线状引导部4e内，压缩突条4c首先使该压缩突条4c的上侧的三根金属管4d压扁变形，接下来使该压缩突条4c的下侧的三根金属管4d压扁变形，伴随于此，通过金属管4d的变形阻力，将与该平移方向相反的方向的反力施加于平移板4a。

图6(a)及图6(b)是将上述摇臂侧支承夹具3的旋转控制机构5放大而分别以分解状态及组装状态表示的立体图，该旋转控制机构5具有：作为固定构件的固定环5a，所述固定环5a固定于摇臂侧支承夹具3的矩形的厚板状的作为运动限制构件的旋转限制构件3a；作为可动构件的旋转环5b，所述旋转环5b能够绕着作为规定轴的轴构件3d旋转地连结于固定环5a并通过例如焊接而固定于中柱部件1的摇臂侧端部1b，所述轴构件3d插通支承于旋转限制构件3a并在与碰撞冲头6的碰撞方向交叉的方向上延伸，在该实施方式中，在固定环5a上朝向旋转环5b突出设置的作为压缩构件的四根压缩销5c分别嵌入于四个圆弧状引导部5e内，所述四个圆弧状引导部5e形成于所述旋转环5b且沿着以轴构件3d为中心的周向(旋转环的可运动方向)延伸，并且所述四个圆弧状引导部5e在内部配置有多根短的钢管等圆筒状的金属管5d作为能量吸收构件，在图6所示的例子中配置各三根。

图7(a)、图7(b)及图7(c)是将上述摇臂侧支承夹具3的旋转控制机构5的动作状态历时地顺次表示的说明图，图8是将图7(c)进一步放大表示的说明图，中柱部件1由车顶侧支承夹具2支承车顶侧端部1a并由摇臂侧支承夹具3支承摇臂侧端部1b，当碰撞冲头6朝向相当于车身内侧的方向以试验速度水平地与所述中柱部件1碰撞时，旋转环5b相对于固定环5a绕轴构件3d旋转，如图7及图8所示，四根压缩销5c分别在各圆弧状引导部5e内使三根金属管5d压扁变形，伴随于此，通过由金属管5d的变形阻力产生的反力，将与其旋转方向相反的方向的转矩施加于旋转环5b。

图9(a)及图9(b)是分别表示上述中柱部件1的部件碰撞试验前的初始形状及部件碰撞试验后的形状的侧视图，在部件碰撞试验时，由于碰撞冲头6向中柱部件1的碰撞而向车顶侧端部1a施加车顶侧载荷并向摇臂侧端部1b施加摇臂侧载荷。为了测量这些载荷，如图1所示，在左右一对的车顶侧支承夹具2及左右一对的摇臂侧支承夹具3分别设置负载传感器7。

车顶侧支承夹具2通过两侧部开放的矩形的框状的主体2b来限制从侧方观察时为コ字状的滑动件2c的旋转并将该滑动件2c支承为能够水平移动，支承有支承板4b的旋转限制构件2a通过例如焊接固定于该滑动件2c的侧面而被限制旋转，并且所述旋转限制构件2a能够水平移动地支承于车顶侧支承夹具2的主体2b，上述负载传感器7为了测定水平方向的车顶侧载荷H而配置在该主体2b与滑动件2c之间，并为了测定垂直方向的车顶侧载荷V，虽然未图示但是也配置在支承板4b与旋转限制构件2a之间。

与车顶侧支承夹具2同样，摇臂侧支承夹具3通过两侧部开放的矩形的框状的主体3b来限制从侧方观察时为コ字状的滑动件3c的旋转并将该滑动件3c支承为能够水平移动，固定有固定环5a的旋转限制构件3a通过例如焊接固定于该滑动件3c的侧面而被限制旋转，并且所述旋转限制构件3a能够水平移动地支承于摇臂侧支承夹具3的主体3b，上述负载传感器7为了测定水平方向的摇臂侧载荷而配置在该主体3b与滑动件3c之间。

该实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法模拟其他的汽车向汽车的车身的中柱部分的侧面碰撞，使用上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置来实施中柱部件1的部件碰撞试验，在该试验时，使碰撞冲头6朝向相当于车身内侧的方向(在图1中为左方)以试验速度水平地与中柱部件1的中央部的靠下部分碰撞，所述中柱部件1由车顶侧支承夹具2支承车顶侧端部1a并由摇臂侧支承夹具3支承摇臂侧端部1b，为了测量在该碰撞时产生的载荷分布，分别通过负载传感器7测定向左右的车顶侧支承夹具2施加的车顶侧载荷和向左右的摇臂侧支承夹具3施加的摇臂侧载荷，此外，如图9(a)、(b)所示，测定该碰撞的前后的中柱部件1的形状变化。

在该部件碰撞试验中，模拟实际产生的碰撞的状态，车顶侧端部1a在碰撞时产生沿车身上下方向移动的变形，因此利用车顶侧支承夹具2的平移控制机构4限制旋转并限制上下移动。另一方面，摇臂侧端部1b在碰撞时产生以车身前后方向为轴扭转的变形，因此利用旋转控制机构5限制旋转。预先通过CAE(计算机辅助工程)解析，预测在车顶侧端部1a产生的限制力，以产生与该限制力同等的反力的方式决定钢管4d的板厚及根数，而且预测在摇臂侧端部1b产生的转矩，以产生与该转矩同等的转矩的方式决定钢管4d的板厚及根数。

例如在上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的一实施例中，将板厚1.2mm、直径16mm、长度20mm的金属管4d在各直线条引导部4e内配置各六根，左右的平移控制机构4总计为十二根，并在各圆弧状引导部5e内配置各三根，左右的旋转控制机构5总计为二十四根。而且，碰撞冲头6模拟在车身碰撞试验中使用的台车，决定冲头前端部的形状及向中柱部件1的碰撞位置。

在上述实施例的部件碰撞试验中，使用液压伺服方式的高速变形试验机使碰撞冲头6以速度50km/h与由上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置支承的上述中柱部件1碰撞，其结果是，如图9(b)所示，能够使在实际的车身碰撞中产生的中柱的S字形状的变形良好地再现。

图10是表示在上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的上述实施例的部件碰撞试验时，通过左右的车顶侧支承夹具2及左右的摇臂侧支承夹具3的负载传感器7测定到的碰撞冲头6的碰撞方向的水平载荷和将它们相加得到的总碰撞载荷的坐标图，横轴为碰撞冲头6的行程(mm)，纵轴为水平载荷的大小(kN)。如该图10所示，也能够良好地测量在碰撞时在中柱部件1的车顶侧端部1a及摇臂侧端部1b产生的载荷的分布。

图11是表示在上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的上述实施例的部件碰撞试验时，通过左右的车顶侧支承夹具2的负载传感器7测定到的与碰撞冲头6的碰撞方向交叉的下方向的载荷和将它们相加得到的总碰撞载荷的坐标图，横轴为碰撞冲头6的行程(mm)，纵轴为下方向载荷的大小(kN)。如该图11所示，也能够良好地测量在碰撞时在中柱部件1的车顶侧端部1a产生的下方向载荷，通过上述的载荷分布，也能够知晓在中柱部件1的碰撞变形时从中柱部件1向车身的其他的部分施加的载荷。

图12是表示本发明的另一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法所使用的本发明的另一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置的立体图，图13是表示上述另一实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置中的作为车身部件的中柱部件及支承其两端部的支承夹具的立体图。

该实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置是进行评价作为汽车的车身部件的中柱部件的侧面碰撞性能的试验的装置，如图12所示，具有：左右一对的车顶侧支承夹具2，对中柱部件1的一端部即作为上端部的车顶侧端部1a进行支承；左右一对的摇臂侧支承夹具3，对中柱部件1的另一端部即作为下端部的摇臂侧端部1b进行支承；作为运动控制机构的旋转控制机构5，在该实施方式中设置于对中柱部件1的摇臂侧端部1b进行支承的摇臂侧支承夹具3；及碰撞冲头6，朝向相当于车身内侧的方向以试验速度水平地与中柱部件1的中央部的靠下部分碰撞，所述中柱部件1由车顶侧支承夹具2支承车顶侧端部1a并由摇臂侧支承夹具3支承摇臂侧端部1b。

该实施方式的旋转控制机构5与上述图6～8中说明的结构相同。

图14(a)及图14(b)是分别表示上述中柱部件1的部件碰撞试验前的初始形状及部件碰撞试验后的形状的侧视图，在部件碰撞试验时，通过碰撞冲头6向中柱部件1的碰撞而向车顶侧端部1a施加车顶侧载荷并向摇臂侧端部1b施加摇臂侧载荷。为了测量这些载荷，如图12所示，在左右一对的车顶侧支承夹具2及左右一对的摇臂侧支承夹具3分别设置负载传感器7。

摇臂侧支承夹具3通过两侧部开放的矩形的框状的主体3b来限制从侧方观察为コ字状的滑动件3c的旋转并将该滑动件3c支承为能够水平移动，固定有固定环5a的旋转限制构件3a通过例如焊接固定于该滑动件3c的侧面而被限制旋转，并且所述旋转限制构件3a能够水平移动地支承于摇臂侧支承夹具3的主体3b，上述负载传感器7配置在该主体3b与滑动件3c之间。

需要说明的是，车顶侧支承夹具2与摇臂侧支承夹具3除了在摇臂侧支承夹具3设有旋转控制机构5的点之外具有大致相同的结构，由此，车顶侧支承夹具2也通过矩形的框状的主体2b来限制固定有矩形的厚板状的旋转限制构件2a的コ字状的滑动件2c的旋转并将该滑动件2c支承为能够水平移动，中柱部件1的车顶侧端部1a通过例如焊接直接固定于该旋转限制构件2a，上述负载传感器7配置在该主体2b与滑动件2c之间。

该实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法模拟其他的汽车向汽车的车身的中柱部分的侧面碰撞，使用上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置来实施中柱部件1的部件碰撞试验，在该试验时，使碰撞冲头6朝向相当于车身内侧的方向(在图12中为左方)以试验速度水平地与中柱部件1的中央部的靠下部分碰撞，所述中柱部件1由车顶侧支承夹具2支承车顶侧端部1a并由摇臂侧支承夹具3支承摇臂侧端部1b，测量在该碰撞时产生的载荷分布，因此分别通过负载传感器7测定向左右的车顶侧支承夹具2施加的车顶侧载荷和向左右的摇臂侧支承夹具3施加的摇臂侧载荷，进而，如图14(a)、(b)所示，测定该碰撞的前后的中柱部件1的形状变化。

在该部件碰撞试验中，模拟实际产生的碰撞的状态，车顶侧端部1a使用车顶侧支承夹具2完全限制上下左右移动及旋转。另一方面，摇臂侧端部1b在碰撞时产生以车身前后方向为轴扭转的变形，因此由旋转控制机构5来限制。预先通过CAE(计算机辅助工程)解析来预测在摇臂侧端部1b产生的转矩，以产生与该转矩同等的转矩的方式决定钢管5d的板厚及根数。例如在上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的一实施例中，将板厚1.2mm、直径16mm、长度20mm的金属管5d在各圆弧状引导部5e内各配置三根，左右的旋转控制机构5的总计为二十四根。而且，碰撞冲头6模拟车身碰撞试验使用的台车，决定冲头前端部的形状及向中柱部件1的碰撞位置。

在上述实施例的部件碰撞试验中，使用液压伺服方式的高速变形试验机以速度50km/h使碰撞冲头6与由上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置支承的上述中柱部件1碰撞，其结果是，如图14(b)所示，能够使实际的车身碰撞中产生的中柱的S字形状的变形良好地再现。

图15是表示在上述实施方式的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法的上述实施例的部件碰撞试验时，通过负载传感器7测定到的碰撞冲头6的碰撞方向的碰撞载荷的坐标图，横轴为碰撞冲头6的行程(mm)，纵轴为碰撞载荷的大小(kN)。如该图15所示，也能够良好地测量在碰撞时在中柱部件1的车顶侧端部1a及摇臂侧端部1b产生的载荷的分布，由此，也能够知晓在中柱部件1的碰撞变形时从中柱部件1向车身的其他的部分施加的载荷。

以上，基于图示例进行了说明，但是本发明没有限定为上述的例子，例如在上述两个实施方式中，使用金属管4d、5d作为能量吸收构件，但也可以取代于此或在此基础上，使用其他的形状或材质的构件。

另外，在上述一实施方式中，在车顶侧支承夹具2设置平移控制机构4，所述车顶侧支承夹具2对作为车身部件的一端部的中柱部件1的车顶侧端部1a进行支承，但也可以取代于此或在此基础上，在摇臂侧支承夹具3设置平移控制机构4，所述摇臂侧支承夹具3对作为车身部件的另一端部的摇臂侧端部1b进行支承。

另外，在上述两个实施方式中，在摇臂侧支承夹具3设置旋转控制机构5，所述摇臂侧支承夹具3对作为车身部件的另一端部的中柱部件1的摇臂侧端部1b进行支承，但也可以取代于此或在此基础上，在车顶侧支承夹具2设置旋转控制机构5，所述车顶侧支承夹具2对作为车身部件的一端部的车顶侧端部1a进行支承。

此外，在上述一实施方式中将压缩突条4c突出设置于平移板4a并将圆筒状的金属管4d配置于支承板4b，但也可以取代于此或在此基础上，将压缩突条4c突出设置于支承板4b并将圆筒状的金属管4d配置于平移板4a。而且，压缩突条4c的个数也是虽然在上述实施方式中设为一根，但是根据需要可以适当变更，在该情况下，直线状引导部4e的个数也根据需要可以适当变更。也可以取代压缩突条而使用压缩销。

此外，在上述两个实施方式中，将压缩销5c突出设置于固定环5a并将圆筒状的金属管5d配置于旋转环，但也可以取代于此或在此基础上，将压缩销5c突出设置于旋转环5b并将圆筒状的金属管5d配置于固定环5a。而且，压缩销5c的个数也是虽然在上述实施方式中设为四根，但是根据需要可以适当变更，在该情况下，圆弧状引导部5e的个数也根据需要可以适当变更。

并且，在上述两个实施方式中，将碰撞性能评价试验的对象设为中柱部件1，但也可以取代于此而以前柱部件或后柱部件等其他的车身部件为对象来实施碰撞性能评价试验。

工业实用性

这样，根据本发明的本发明的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法及装置，伴随着使所述碰撞冲头以试验速度与所述车身部件碰撞，从所述运动控制机构向由设有该运动控制机构的支承夹具支承的所述车身部件的端部施加所述反方向的反力，来控制该端部的运动，由此能够使实际的车身碰撞时的部件限制状态、载荷负载状态良好地再现，并实现车身部件单体的碰撞性能评价试验。而且，通过将能量吸收构件配置于支承夹具的运动控制机构的简单且坚固的构造，能够实现时速50km以上的高速区域的试验，此外，通过在能量吸收构件中适用廉价的构件，也能够提高试验的经济上的合理性。

标号说明

1 中柱部件

1a 车顶侧端部

1b 摇臂侧端部

2 车顶侧支承夹具

2a 旋转限制构件

2b 主体

2c 滑动件

3 摇臂侧支承夹具

3a 旋转限制构件

3b 主体

3c 滑动件

3d 轴构件

4 平移控制机构

4a 平移板

4b 支承板

4c 压缩突条

4d 金属管

4e 直线状引导部

5 旋转控制机构

5a 固定环

5b 旋转环

5c 压缩销

5d 金属管

5e 圆弧状引导部

6 碰撞冲头

7 负载传感器。

Claims (11)

1.一种汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法，其特征在于，

在进行汽车的车身部件的碰撞性能的评价试验时，

分别利用支承夹具支承所述车身部件的一端部及另一端部，

在对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的至少一方设置运动控制机构，

所述运动控制机构具有：固定构件，固定于所述支承夹具的运动限制构件；及可动构件，能够相对于碰撞冲头的碰撞方向沿规定方向运动地与固定构件连结，并且所述可动构件固定于所述车身部件的一端部或另一端部，

在所述固定构件和所述可动构件中的一方朝向另一方突出设置的压缩构件以运动限制状态嵌入于引导部内，该引导部形成于所述固定构件和所述可动构件中的另一方并沿所述可动构件的可运动方向延伸，并且该引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述可动构件相对于所述固定构件的沿所述规定方向的运动而使所述能量吸收构件变形，来向所述可动构件施加与所述可动构件的运动方向相反的方向的反力，

使所述碰撞冲头以试验速度在所述碰撞方向上与所述车身部件碰撞，并且，

从所述运动控制机构向所述车身部件的一端部及另一端部中的设置有所述运动控制机构的所述支承夹具所支承的所述一端部或/和所述另一端部施加所述相反的方向的反力，来控制该一端部或/和该另一端部的运动，

所述运动控制机构由从平移控制机构及旋转控制机构中选择的至少一个构成，

所述平移控制机构具有：支承板，由所述支承夹具的旋转限制构件支承；及平移板，能够沿着与碰撞冲头的碰撞方向交叉的规定方向平移地与所述支承板连结，并且所述平移板固定于所述车身部件的一端部或另一端部，

在所述支承板和所述平移板中的一方朝向另一方突出设置的压缩突条以转动限制状态嵌入于直线状引导部内，该直线状引导部形成于所述支承板和所述平移板中的另一方且沿所述平移板的可平移方向延伸，并且该直线状引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述平移板相对于所述支承板的沿所述规定方向的平移，使所述能量吸收构件变形而向所述平移板施加与所述平移板的平移方向相反的方向的反力，

所述旋转控制机构具有：固定环，固定于所述支承夹具的旋转限制构件；及旋转环，能够绕着沿与碰撞冲头的碰撞方向交叉的规定方向延伸的规定轴旋转地连结于所述固定环，并且所述旋转环固定于所述车身部件的一端部或另一端部，

在所述固定环和所述旋转环中的一方朝向另一方突出设置的压缩销嵌入于圆弧状引导部内，该圆弧状引导部形成于所述固定环和所述旋转环中的另一方且沿着以所述规定轴为中心的周向延伸，并且该圆弧状引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述旋转环相对于所述固定环的绕所述规定轴的旋转，使所述能量吸收构件变形而向所述旋转环施加与所述旋转环的旋转方向相反的方向的转矩。

2.根据权利要求1所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法，其特征在于，

将所述车身部件设为中柱部件。

3.根据权利要求1或2所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法，其特征在于，

所述运动控制机构使在实际的车身碰撞中产生的所述车身部件的变形状态再现。

4.根据权利要求1或2所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法，其特征在于，

对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具分别单独地具有载荷测定用的负载传感器，

通过上述的负载传感器来测量在由所述碰撞冲头产生的所述车身部件的碰撞变形时产生的变形载荷的分布。

5.根据权利要求1或2所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验方法，其特征在于，

将所述能量吸收构件设为圆筒状的金属管。

6.一种汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置，是进行汽车的车身部件的碰撞性能的评价试验的装置，其特征在于，具有：

支承夹具，分别支承所述车身部件的一端部及另一端部；

碰撞冲头，以试验速度与由所述支承夹具分别支承所述一端部及所述另一端部的所述车身部件碰撞；及

运动控制机构，设置于对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的至少一方，

所述运动控制机构具有：固定构件，固定于所述支承夹具的运动限制构件；及可动构件，能够相对于所述碰撞冲头的碰撞方向沿规定方向运动地与固定构件连结，并且所述可动构件固定于所述车身部件的一端部或另一端部，

在所述固定构件和所述可动构件中的一方朝向另一方突出设置的压缩构件以运动限制状态嵌入于引导部内，该引导部形成于所述固定构件和所述可动构件中的另一方且沿所述可动构件的可运动方向延伸，并且该引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述可动构件相对于所述固定构件的沿所述规定方向的运动而使所述能量吸收构件变形，来向所述可动构件施加与所述可动构件的运动方向相反的方向的反力，

所述运动控制机构是从平移控制机构及旋转控制机构中选择的至少一个，

所述平移控制机构具有：支承板，由所述支承夹具的旋转限制构件支承；及平移板，能够沿着与碰撞冲头的碰撞方向交叉的规定方向平移地与所述支承板连结，并且所述平移板固定于所述车身部件的一端部或另一端部，

在所述支承板和所述平移板中的一方朝向另一方突出设置的压缩突条以转动限制状态嵌入于直线状引导部内，该直线状引导部形成于所述支承板和所述平移板中的另一方且沿所述平移板的可平移方向延伸，并且该直线状引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述平移板相对于所述支承板的沿所述规定方向的平移，使所述能量吸收构件变形而向所述平移板施加与所述平移板的平移方向相反的方向的反力，

所述旋转控制机构具有：固定环，固定于所述支承夹具的旋转限制构件；及旋转环，能够绕着沿与所述碰撞冲头的碰撞方向交叉的方向延伸的规定轴旋转地连结于所述固定环，并且所述旋转环固定于所述车身部件的一端部或另一端部，

在所述固定环和所述旋转环中的一方朝向另一方突出设置的压缩销嵌入于圆弧状引导部内，该圆弧状引导部形成于所述固定环和所述旋转环中的另一方且沿着以所述规定轴为中心的周向延伸，并且该圆弧状引导部在内部配置有能量吸收构件，通过所述旋转环相对于所述固定环的绕所述规定轴的旋转，使所述能量吸收构件变形而向所述旋转环施加与所述旋转环的旋转方向相反的方向的转矩。

7.根据权利要求6所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置，其特征在于，具有：

所述平移控制机构，设置于对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的一方；及

所述旋转控制机构，设置于对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具中的另一方。

8.根据权利要求6或7所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置，其特征在于，

所述车身部件为中柱部件。

9.根据权利要求6或7所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置，其特征在于，

所述运动控制机构是使在实际的车身碰撞中产生的所述车身部件的变形状态再现的机构。

10.根据权利要求6或7所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置，其特征在于，

对所述车身部件的一端部进行支承的支承夹具和对所述车身部件的另一端部进行支承的支承夹具分别单独具有载荷测定用的负载传感器，

上述的负载传感器测量在由所述碰撞冲头产生的所述车身部件的碰撞变形时产生的变形载荷的分布。

11.根据权利要求6或7所述的汽车车身部件的碰撞性能评价试验装置，其特征在于，

所述能量吸收构件是圆筒状的金属管。