JP2006138736A

JP2006138736A - 非破壊型ロールオーバー試験機

Info

Publication number: JP2006138736A
Application number: JP2004328537A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Nemoto; 知明根本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】供試体による模擬的な自動車転覆試験で行えるようにする非破壊型ロールオーバー試験機を提供する。
【解決手段】供試体を載置して固定するロール定盤と、ロール定盤の下方に位置しロール定盤の左右一方の側辺のうち供試体を横転させる側の側辺をロール用ヒンジによりロール回転動作可能に支持するロール箱と、ロール箱の下方に位置しロール箱をピッチ用ヒンジにより前後ピッチング動作可能に支持するピッチ定盤とを有し、ロール定盤とロール箱との間をロール用油圧シリンダで連結し、ロール箱とピッチ定盤との間をピッチ用油圧シリンダで連結し、ロール用油圧シリンダとピッチ用油圧シリンダとを独立して制御し駆動する油圧装置を備えてなるように非破壊型ロールオーバー試験機を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の転覆時のロールオーバー現象を再現するための非破壊型ロールオーバー試験機に関する。

一般に、自動車の衝突試験は、クラッシュ量や残存空間量を評価するための実車衝突試験と、エアバッグシステムやシートベルトに代表される乗員保護具等安全装置を評価するための非破壊衝突加速度シミュレーションがある。後者においては、ダミー（人形）、エアバッグ等を設置したホワイトボディー、模擬車体等（以下、「供試体」という）を台車上に取り付け、台車をバリヤに衝突させて実車衝突時の状態に近い状態を供試体に与える自動車衝突模擬試験が行われる。したがって、実車を衝突させるコストを要さず、繰り返し諸条件の試験を行うことができる。

一方、自動車の横転転覆（ロールオーバー）時のエアバッグシステムやシートベルトに代表される乗員保護具等安全装置を評価するための試験は、模擬的な試験が困難なため従来は適当な非破壊型の自動車転覆模擬試験装置がなく、破壊型の実車転覆試験が行われていた。

例えば非特許文献１（ＪＡＳＯ７１０６）にも説明されるように、図３に示す傾斜台方式のものがあり、図示しないワイヤ等の牽引装置で自動車１を所定の速度Ｖで走行させ（ｉ）、片輪を傾斜台２上に乗り上げさせて（ｉｉ）、横転させる（ｉｉｉ）。

また、非特許文献２（ＦＭＶＳＳ２０８）にも説明されるように、図４に示す傾斜台車方式のものでは、傾斜台車３の傾斜面３ａに傾斜方向と直角に自動車１を向けて載置し、図示しないワイヤ等の牽引装置で傾斜台車３を傾斜面３ａの方向に所定の速度Ｖで走行させ（ｉ）、所定の位置で傾斜台車に急ブレーキをかけて停止させて（ｉｉ）、自動車１を傾斜台車３から横投げするようにして横転させる（ｉｉｉ）。

また、溝等に転落するような場合を試験するためには、例えば非特許文献３（“ＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ”，２００３年１１月号）にも説明されるように、図５に示す溝転落方式があり、図示しないワイヤ等の牽引装置で自動車１を所定の勾配の溝４の上縁４ａ上を所定の速度Ｖで走行させ、しかる後に走行させつつ溝内に転落させて横転させる。

しかし、いずれの方式も実車を用いて実際に横転させてみる必要があり、転覆によるクラッシュ量や残存空間量を評価するための試験だけでなく、エアバッグシステムやシートベルトに代表される乗員保護具等安全装置を評価するための試験を実車転覆試験で行うのは、実験時間を多く要し、多数の実車の損耗を伴うため膨大なコストを要する問題があり、また、実車転覆試験のために広い試験場を要するというスペース上の問題、初期投資の増大等の問題もあった。

社団法人自動車技術協会、自動車規格「乗用車の転覆試験方法」（ＪＡＳＯ７１０６）米国、ＦｅｄｅｒａｌＭｏｔｏｒＶｅｈｉｃｌｅＳａｆｅｔｙＳｔａｎｄａｒｄ（連邦自動車安全基準）「ＦＭＳＳ２０８」（Ｓ８．３Ｒｏｌｌｏｖｅｒｔｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）英国、ＵＫ＆ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＰｒｅｓｓ社発行、"ＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ"、２００３年１１月号（第３４、３５頁）

本発明は、従来、実車転覆試験によって行われていた自動車のロールオーバー試験を、供試体（ダミー、エアバッグ等を設置したホワイトボディー、模擬車体等、または実車）による模擬的な自動車転覆試験で行えるようにする非破壊型ロールオーバー試験機を提供することを課題とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するためになされ、下記の（１）から（３）の手段を提供するものであり、以下、特許請求の範囲に記載の順に説明する。

（１）その第１の手段として、供試体を載置して固定するロール定盤と、同ロール定盤の下方に位置し同ロール定盤の左右一方の側辺のうち供試体を横転させる側の側辺をロール用ヒンジによりロール回転動作可能に支持するロール箱と、同ロール箱の下方に位置し同ロール箱をピッチ用ヒンジにより前後ピッチング動作可能に支持するピッチ定盤とを有し、前記ロール定盤とロール箱との間をロール用油圧シリンダで連結し、ロール箱とピッチ定盤との間をピッチ用油圧シリンダで連結し、同ロール用油圧シリンダとピッチ用油圧シリンダとを独立して制御し駆動する油圧装置を備えてなることを特徴とする非破壊型ロールオーバー試験機を提供する。

（２）第２の手段としては、第１の手段の非破壊型ロールオーバー試験機において、前記油圧装置は、実車転覆試験で得られた実車のロール回転動作のデータを予め記憶し同データに基づき前記実車のロール回転動作を前記供試体に再現するロール用油圧シリンダの時間経過に従うストロークの変化を計算し、同ストロークの変化を与えるように制御して作動油をロール用油圧シリンダへ供給するように構成されてなることを特徴とする非破壊型ロールオーバー試験機を提供する。

（３）また、第３の手段として、第２の手段の非破壊型ロールオーバー試験機において、前記油圧装置は、実車転覆試験で得られた実車のピッチング動作のデータを予め記憶し同データに基づき前記実車のピッチング動作を前記供試体に再現するピッチ用油圧シリンダの時間経過に従うストロークの変化を計算し、同ストロークの変化を与えるように制御して作動油をピッチ用油圧シリンダへ供給するように構成されてなることを特徴とする非破壊型ロールオーバー試験機を提供する。

（１）特許請求の範囲に記載の請求項１の発明によれば、非破壊型ロールオーバー試験機を上記第１の手段のように構成したので、従来、非破壊型では実施困難だった自動車転覆試験（ロールオーバー試験）が非破壊型で模擬的に実施可能となり、実際に実車を転覆させる破壊型の転覆試験の必要が無く、供試体により繰り返し試験が行えるので、実車の損耗が大幅に減少し、自動車転覆模擬試験の実施が短時間に容易、且つ低コストになる。

また、非破壊型ロールオーバー試験機はコンパクトな構成で、走行する部分を有しないから、従来方式の実車転覆試験に比べスペースが大幅に減少し、設備の全体コスト、初期投資が低減する。

したがって、従来実施困難だった自動車転覆試験が自動車メーカーのみならず部品メーカーにおいても容易に実施可能となり、エアバッグ、シートベルト、サイドカーテンエアバッグ、ロールバー等の展開挙動、ダミーの挙動等のデータが得易くなるので、乗員保護具等安全装置の開発が容易となり、自動車の安全性向上のために大きく寄与するものとなる。

（２）請求項２の発明によれば、非破壊型ロールオーバー試験機を上記第２の手段のように構成したので、請求項１の発明の効果に加えて、車種、転覆条件ごとに実車転覆試験に基づくロール回転動作データを用意することで、自動車転覆模擬試験において実際の車種、転覆条件に即した転覆動作の忠実な再現ができ、高精度の転覆動作の模擬試験が繰り返し可能となる。

すなわち、模擬する車種、転覆条件の異なるロール回転動作データ等を用意するだけで、実際に特定の実車を転覆させる破壊型の転覆試験の必要が無く、供試体により繰り返し試験が行えるので、特定の実車の損耗が大幅に減少し、目的とする車種、転覆条件の自動車転覆模擬試験の実施が短時間に容易、且つ低コストになる。

（３）請求項３の発明によれば、非破壊型ロールオーバー試験機を上記第３の手段のように構成したので、請求項２の発明の効果に加えて、車種、転覆条件ごとに実車転覆試験に基づくピッチング動作データを用意することで、自動車転覆模擬試験において実際の目的とする車種、転覆条件に即したピッチング動作も加えた転覆動作の忠実な再現ができ、さらに高精度の転覆動作の模擬試験が繰り返し可能となる。

本発明を実施するための最良の形態として、以下に一実施例を説明する。

図１、図２に基づいて、本発明の一実施例に係る非破壊型ロールオーバー試験機を説明する。図１は本実施例の非破壊型ロールオーバー試験機の斜視図であり、図２は図１に示す非破壊型ロールオーバー試験機におけるピッチング動作を行わないロールオーバー操作時の状態の説明図である。

図１、図２に示すように、本実施例の非破壊型ロールオーバー試験機１０は、供試体１１を載置して図示しないラッシング金物で固定するロール定盤１２と、ロール定盤１２の下方に重なるように位置し、供試体１１を横転させる側のロール定盤１２の左右の一方の側辺をロール用ヒンジ１３により支持するロール箱１４と、ロール箱１４の下方に重なるように位置し、ロール箱１４を前方でピッチ用ヒンジ１５により支持するピッチ定盤１６とを有しており、ピッチ定盤１６は、適切な床面ないし基礎上に設置される。なお、本明細書において「前」「後」「左」「右」は、本試験機１０の供試体１１の向き（すなわち供試体１１が模擬する自動車の向き）に基づき、図１中、矢印Ｘ方向が「前」、矢印Ｙが「左」「右」方向を表す。

また、ロール定盤１２の裏面とロール箱１４との間には、ロール用油圧シリンダ１７が設けられピン継ぎ手で互いを連結しており、ロール箱１４とピッチ定盤１６との間にはピッチ用油圧シリンダ１８が設けられピン継ぎ手で互いを連結している。

したがって、ロール定盤１２は、ロール用油圧シリンダ１７とロール用ヒンジ１３によってロール用ヒンジ１３を通るロール回転中心軸Ｘｒ回りに、ロール箱１４に対して横方向に（本実施例においては左方向に）ロール回転（横転）動作を行う。

また、ロール箱１４は、ピッチ用油圧シリンダ１８とピッチ用ヒンジ１５によってピッチ用ヒンジ１５を通るピッチ回転中心軸Ｙｐ回りに、ピッチ定盤１６に対して前後方向にピッチング動作を行う。ピッチ用油圧シリンダ１８とピッチ用ヒンジ１５の前後位置はピッチング動作を行えればよく、限定されないが、自動車転覆模擬試験においては溝への転落の模擬等、前方が下がる動作を同時に行うことが求められるケースが多く、従ってロール箱１４の後方を上昇させるケースが多いので、試験機１０をコンパクトに構成するためには、図示のようにピッチ用ヒンジ１５を前方に、ピッチ用シリンダ１８を後方に設けるのが好ましい。

図１においては、左方にロール角θｒのロール回転動作、前方にピッチ角θｐのピッチング動作を、供試体１１に与えている状態を示し、図２においては左方にロール角θｒのロール回転動作、ピッチング動作はない状態を示している。

ロール用油圧シリンダ１７とロール用ヒンジ１３の組の数、ピッチ用油圧シリンダ１８とピッチ用ヒンジ１５の組の数は限定されないが、支持及びロール回転、ピッチング動作の安定と、試験機１０をコンパクトに構成することのために、ロール用油圧シリンダ１７とロール用ヒンジ１３の組は前後２箇所、ピッチ用油圧シリンダ１８とピッチ用ヒンジ１５の組は左右２箇所が好ましい。

図１中、２１は記憶・制御装置、２２はロール用油圧源装置、２３はロール用油圧制御器、ａ、ｂはロール用油圧配管であり、ロール用油圧シリンダ１７と接続し、また、２４はピッチ用油圧源装置、２５はピッチ用油圧制御器、ｃ、ｄはピッチ用油圧配管であり、ピッチ用油圧シリンダ１８と接続しており、本実施例における油圧装置２０を構成する。なお、ロール用油圧源装置２２とピッチ用油圧源装置２４は共通のものにまとめてもよい。

上記のような、本実施例の非破壊型ロールオーバー試験機１０においては、ロール回転動作を与えるロール用油圧シリンダ１７、ピッチング動作を与えるピッチ用油圧シリンダ１８を、実車転覆試験で得られた自動車転覆動作データに基づいて操作することができる。

すなわち、模擬しようとする車種、転覆条件の実車転覆試験で得られたロール回転動作データ、ピッチング動作データ（例えば、時間経過に従うロール角θｒ、ピッチ角θｐの変化データ）の一方または両方を、予め記憶・制御装置２１に記憶させて、記憶・制御装置２１はそれに基づき実車のロール回転動作またはピッチング動作を供試体１１に再現するロール用油圧シリンダ１７、ピッチ用油圧シリンダ１８の時間経過に従うストロークの変化を計算し、そのストローク変化を与える作動油の供給がなされるように記憶・制御装置２１がロール用油圧制御器２３、ピッチ用油圧制御器２５に制御指令を出し、ロール用油圧源装置２２、ピッチ用油圧源装置２４からロール用油圧シリンダ１７、ピッチ用油圧シリンダ１８へ制御された作動油を供給し、ロール定盤１２が所定のロール回転動作、ロール箱１４が所定のピッチング動作を行うように駆動する。

なお、通常はロール回転動作にピッチング動作が加わる状態を模擬する場合が多いが、ロール角θｒ、ピッチ角θｐは独立して制御できるので、図２に示すようにロール回転動作のみを与える試験、あるいは逆にピッチング動作のみを与える試験も可能なのは勿論である。

従って、従来、非破壊型では実施困難だった自動車転覆試験（ロールオーバー試験）が非破壊型で模擬的に実施可能となり、さらに特定の車種、転覆条件ごとに実車転覆試験に基づくロール回転動作データ、ピッチング動作データを用意することで、特定の実車をみだりに損耗せず、自動車転覆模擬試験において目的とする実際の特定の車種、転覆条件に即した転覆動作の忠実な再現ができ、高精度の転覆動作の模擬試験が繰り返し可能となる。

もっとも、予め転覆における典型的な数種のパターンのロール回転動作データ、ピッチング動作データを用意しておき、そのいずれかを選択して用いることで、一般的で近似的なロール回転動作、ピッチング動作の試験を行うことも可能である。

いずれにしても、模擬するロール回転動作データ、ピッチング動作データ等を用意するだけで、実際に実車を転覆させる破壊型の転覆試験の必要が無く、供試体１１により繰り返し試験が行えるので、実車の損耗が大幅に減少し、自動車転覆模擬試験の実施が短時間に容易、且つ低コストになる。

また、本実施例の非破壊型ロールオーバー試験機１０はコンパクトな構成で、走行する部分を有しないから、従来方式の実車転覆試験に比べスペースが大幅に減少し、設備の全体コスト、初期投資が低減する。

したがって、本実施例の非破壊型ロールオーバー試験機１０によって従来実施困難だった自動車転覆試験が自動車メーカーのみならず部品メーカーにおいても容易に可能となり、エアバッグ、シートベルト、サイドカーテンエアバッグ、ロールバー等の展開挙動、ダミーの挙動等のデータが得易くなるので、乗員保護具等安全装置の開発が容易となり、自動車の安全性向上のために大きく寄与するものとなる。

以上、本発明を図示の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。

例えば、上記実施例は、ロール定盤１２の左の側辺をロール用ヒンジ１３によりロール箱１４で支持し、ロール箱１４に対して左方向にロール回転（横転）動作を行うが、その逆に、右方向にロール回転（横転）動作を行わせる場合は、ロール定盤１２の右の側辺をロール用ヒンジ１３によりロール箱１４で支持する構造のものを用いても、ロール用ヒンジ１３とロール用油圧シリンダ１７を右側に付け替えられる構造としておいても良く、または、図１に示す試験機１０において図中のＸ方向に供試体１１の後部を向けて供試体１１をロール定盤１２に固定し、ピッチング動作を前後逆に加えるようにピッチ用油圧シリンダを制御して駆動し、実質的に右方向にロール回転（横転）動作を行わせてもよい。

本発明の一実施例に係る非破壊型ロールオーバー試験機の斜視図である。図１に示す非破壊型ロールオーバー試験機におけるピッチング動作を行わないロールオーバー操作時の状態の説明図である。傾斜台方式の破壊型実車転覆試験の説明図である。傾斜台車方式の破壊型実車転覆試験の説明図である。溝転落方式の破壊型実車転覆試験の説明図である。

符号の説明

１０非破壊型ロールオーバー試験機
１１供試体
１２ロール定盤
１３ロール用ヒンジ
１４ロール箱
１５ピッチ用ヒンジ
１６ピッチ定盤
１７ロール用油圧シリンダ
１８ピッチ用油圧シリンダ
２０油圧装置
２１記憶・制御装置
２２ロール用油圧源装置
２３ロール用油圧制御器
２４ピッチ用油圧源装置
２５ピッチ用油圧制御器
Ｘｒロール回転中心軸
Ｙｐピッチ回転中心軸
θｒロール角度
θｐピッチ角度

Claims

供試体を載置して固定するロール定盤と、同ロール定盤の下方に位置し同ロール定盤の左右一方の側辺のうち供試体を横転させる側の側辺をロール用ヒンジによりロール回転動作可能に支持するロール箱と、同ロール箱の下方に位置し同ロール箱をピッチ用ヒンジにより前後ピッチング動作可能に支持するピッチ定盤とを有し、前記ロール定盤とロール箱との間をロール用油圧シリンダで連結し、ロール箱とピッチ定盤との間をピッチ用油圧シリンダで連結し、同ロール用油圧シリンダとピッチ用油圧シリンダとを独立して制御し駆動する油圧装置を備えてなることを特徴とする非破壊型ロールオーバー試験機。
請求項１に記載の非破壊型ロールオーバー試験機において、前記油圧装置は、実車転覆試験で得られた実車のロール回転動作のデータを予め記憶し同データに基づき前記実車のロール回転動作を前記供試体に再現するロール用油圧シリンダの時間経過に従うストロークの変化を計算し、同ストロークの変化を与えるように制御して作動油をロール用油圧シリンダへ供給するように構成されてなることを特徴とする非破壊型ロールオーバー試験機。
請求項２に記載の非破壊型ロールオーバー試験機において、前記油圧装置は、実車転覆試験で得られた実車のピッチング動作のデータを予め記憶し同データに基づき前記実車のピッチング動作を前記供試体に再現するピッチ用油圧シリンダの時間経過に従うストロークの変化を計算し、同ストロークの変化を与えるように制御して作動油をピッチ用油圧シリンダへ供給するように構成されてなることを特徴とする非破壊型ロールオーバー試験機。