JP2007114084A - 車両衝突試験方法及び衝突試験装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の車両衝突試験装置は、衝突試験毎に車両が壊れる破壊式の場合が多く、車両が道路の側溝等に落ちて傾いた状態等での、エアーバッグ等の安全装置の衝突試験は繰り返し行えないという問題がある。
【解決手段】ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、滑走架台の上方に配置され車両を搭載する載置用架台と、滑走架台と載置用架台とを連結し載置用架台を6自由度に駆動する6本の車両姿勢制御用シリンダと、滑走架台に搭載されると共に遠隔開閉弁を介して前記6本の車両姿勢制御用シリンダに接続された作動油蓄圧タンクと、滑走架台を制動する制動装置と、滑走架台を前記ガイドレールに沿って移動させる架台駆動装置と、入力された運転条件に基づき制動装置、架台駆動装置、遠隔開閉弁を制御する制御装置とを備えた。これにより、車両を破壊することなく、エアーバッグ等の安全装置の衝突試験を正確に再現できる。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両が道路の側溝に落ちて傾いた時、車両が斜めに向いた状態で衝突した時等において、車両を実際に衝突させて破損することなくエアーバッグ、シートベルト等の安全装置の衝突試験を行う車両衝突試験方法及び衝突試験装置に関する。
従来、車両の衝突試験方法或いは試験装置として、例えば、2台のテスト車両を、走行路の走行方向に所定の間隔をおいて設置すると共に、前記走行路に配置された2本の牽引用ワイヤロープを、前記2台のテスト車両を連結する各スケータに咬合させ、各牽引用ワイヤロープを異なる速度で、しかも、独立して駆動走行させることにより、前側のテスト車両の走行速度よりも後側のテスト車両の走行速度を大きくさせた状態で各テスト車両を牽引走行させ、ピット上の設定衝突地点において追突させるものが提案されている(例えば、特許文献1。)。
しなしながら、特許文献1に記載のものは、車両が道路の側溝等に落ちて、前車輪が降下し車両が傾いた時等の衝突試験は行えず、且つ、衝突試験毎に車両を破壊するため、エアーバッグ等の安全装置の衝突試験を行うためのコストが高くなるという問題がある。
また、一端に衝突対象構造物が設置された所要長さの助走路に塩化ビニルシートレールを助走路の長手方向に敷設し、前記塩化ビニルシートレールの試験車両の牽引開始位置に試験車両の前後輪の各タイヤ接地面にフッ素樹脂シートを装着した試験車両を前記衝突対象構造物に対し試験車両の側面が対向するよう横向き方向でセットして動力ワイヤにてドーリを介して試験車両を前記衝突対象構造物に向けて加速させ試験車両の側面を衝突対象構造物に衝突させるようにしたものも提案されている(例えば、特許文献2。)。
しかしながら、特許文献2に記載のものは、車両が横方向に衝突した状態の衝突試験を行うことができるものの、衝突試験毎に車両を破壊するものであり、且つ、車両が道路の側溝等に落ちて傾いた状態での、エアーバッグ等の安全装置の衝突試験は行えないという問題がある。
また、本願出願人は、図5に図示のように、車両用衝突試験装置及び方法において、車両を壁などに直接衝突させることなく高精度な衝突試験を実施可能とすべく、車両1を搭載する移動台車101をガイドレール3に沿って移動自在に支持し、この移動台車101に制動装置としての(ブレーキ用)エアシリンダ54を装着する一方、移動台車101を押出可能な押出装置としての押出用油圧シリンダ50を設置し、制御装置104は、ブレーキ用エアシリンダ54による制動力と押出用油圧シリンダ50による押出力を制御して移動台車101に対して予め設定された所定の試験加速度Gを付与するものを提案した。
なお、51は油タンク、52はポンプユニット、53は押出部材、102は連結ホース、103はコンプレッサである(例えば、特許文献3。)。
特許文献3に記載のものは、車両を実際に衝突させて破損することなく衝突試験を行えることができるものの、車両が道路の側溝等に落ちて傾いた状態での、エアーバッグ等の安全装置の正確な衝突試験は行えないという問題がある。
特開2003−139648公報 特開2001−147173公報 特開2003−329538公報
本発明は、上記問題点を解決するために提案されたものであって、車両が衝突した際に発生するピッチング、ヨーイング或いはロールオーバ現象を再現させ、なおかつ車両を実際に衝突させて破損することなくエアーバッグ等の安全装置の衝突試験を行う車両衝突試験方法及び衝突試験装置を提供することを目的とする。
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、特許請求の範囲に記載された各発明は、車両衝突試験方法及び衝突試験装置として、それぞれ以下に述べる各手段を採用したものである。
(1)第1の手段の車両衝突試験装置は、ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、前記滑走架台の上方に配置され車両を搭載する載置用架台と、前記滑走架台と前記載置用架台とを連結し前記載置用架台を6自由度に駆動する6本の車両姿勢制御用シリンダと、前記滑走架台に搭載されると共に遠隔開閉弁を介して前記6本の車両姿勢制御用シリンダに接続された作動油蓄圧タンクと、前記滑走架台を制動する制動装置と、前記滑走架台を前記ガイドレールに沿って移動させる架台駆動装置と、入力された運転条件に基づき前記制動装置、前記架台駆動装置、前記遠隔開閉弁を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。
(2)第2の手段の車両衝突試験装置は、前記第1の手段において、前記架台駆動装置は、走行用モータにより回転する駆動プーリーと、従動プーリーと、前記駆動プーリー及び前記従動プーリーに掛け回されると共に前記滑走架台に連結された牽引ワイヤとを有していることを特徴とする。
(3)第3の手段の車両衝突試験装置は、前記第2の手段において、前記制動装置は、前記駆動プーリー及び前記従動プーリーに配置されたブレーキであることを特徴とする。
(4)第4の手段の車両衝突試験装置は、前記第1の手段において、前記架台駆動装置は、前記ガイドレールの一端に配置され前記滑走架台を押出す押出用油圧シリンダと、前記押出用油圧シリンダに作動油を供給する油タンク及びポンプユニットを有し、前記制動装置は、前記滑走架台に配置されたブレーキ用シリンダと、前記ブレーキ用シリンダにより前記ガイドレールに押付けられて制動力を発生する押圧板とを有していることを特徴とする。
(5)第5の手段の車両衝突試験方法は、ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、前記滑走架台の上方に配置され車両を搭載する載置用架台と、前記滑走架台と前記載置用架台とを連結し前記載置用架台を6自由度に駆動する6本の車両姿勢制御用シリンダと、前記滑走架台を制動する制動装置と、前記滑走架台を前記ガイドレールに沿って移動させる架台駆動装置と、入力された運転条件に基づき前記制動装置、前記架台駆動装置、前記各車両姿勢制御用シリンダの駆動スケジュール及び駆動量を演算する制御装置とを備え、前記架台駆動装置により前記滑走架台の移動を開始し、所定の速度に達した時に前記制動装置により前記滑走架台を制動すると共に前記各車両姿勢制御用シリンダを個々に駆動して前記載置用架台を傾斜させることを特徴とする。
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明の車両衝突試験方法及び衝突試験装置は、上記の各手段を採用しているので、以下の効果を奏する。
車両を搭載する載置用架台を6自由度に駆動する6本の車両姿勢制御用シリンダにより連結した滑走架台を、車両を水平状態に保ったままガイドレールに沿って移動(走行)させた後、車両を搭載した載置用架台を制動装置により制動させると共に、6本の車両姿勢制御用シリンダにより、車両及び載置用架台の姿勢を制御(ピッチング、ヨーイング或いはロールオーバ現象の再現)し衝突試験を行うことができるので、車両を実際に衝突させて破損することなくエアーバッグ等の安全装置の衝突試験を正確に行うことができる。
以下、図1〜図4に基づいて、本発明の実施の形態に係るにつき説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る車両試験装置の概略平面図、図2は、同車両試験装置における車両試験用架台装置の正面図、図3は、同車両試験装置の制御装置のブロック図である。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る車両試験装置の概略平面図である。
先ず、図1、図2、図3に基づき、本発明の第1の実施の形態に係る車両試験装置につき説明する。
図1、図2に図示のように、横断面が凹状に形成されたコンクリート製の所定の長さ(例えば、25m)の架台2の上面には、所定の長さを有する左右一対のガイドレール(軌道)3が敷設されている。
ガイドレール3の対峙する側には、図2に図示のように、左右一対の断面凹状の所定の長さのガイド部材13が移動(走行)可能に配置されている。
なお、ガイド部材13の内面、或いはガイドレール3の上下面には、ガイド部材13がスライドしやすいように、プラスチック、フッ素樹脂等が貼り付けられている。
この左右一対のガイド部材13上には、図2に図示のように、試験用架台装置10の滑走架台(下部架台)11が固定されている。
滑走架台11の上方には、試験用の車両1を載置する載置用架台(上部架台)12が配置されている。
車両1は、エアーバッグ、シートベルト等の安全装置を有し、且つ車両1内にはダミーが搭載されている。
また、車両1内或いは、試験用架台装置10には、ダミー等に加わる状態(加速度、衝撃力等)を計測し記録するコンピュータ及び電源装置も搭載されている。
なお、車両1は、図示しない固定具により載置用架台12上に位置決めされ固定されるようになっている。
滑走架台11と載置用架台12とは、6本の車両姿勢制御用シリンダ14a〜14fにより連結されている。
即ち、滑走架台11の上面には、前部中央下軸受15a、後部右側下軸受15b、及び後部左側下軸受15cが各々固定されている。
また、載置用架台12の下面には、前部右側上軸受16a、前部左側上軸受16b、及び後部中央上軸受16cが各々固定されている。
そして、前部中央下軸受15aと前部右側上軸受16aとは、車両姿勢制御用シリンダ14aにより連結されている。
前部中央下軸受15aと前部左側上軸受16bとは、車両姿勢制御用シリンダ14bにより連結されている。
後部右側下軸受15bと前部右側上軸受16aとは、車両姿勢制御用シリンダ14cにより連結されている。
後部右側下軸受15bと後部中央上軸受16cとは、車両姿勢制御用シリンダ14dにより連結されている。
後部左側下軸受15cと後部中央上軸受16cとは、車両姿勢制御用シリンダ14eにより連結されている。
後部左側下軸受15cと前部左側上軸受16bとは、車両姿勢制御用シリンダ14fにより連結されている。
このようにして、6本の車両姿勢制御用シリンダ14a〜14fにより、6自由度駆動機構が形成されており、載置用架台12の姿勢は、滑走架台11に対し、自由に傾斜(ピッチング)、旋回(ヨーイング或いはロールオーバ)できるようになっている。
なお、滑走架台11の形状は、板状のものに限定されるものではなく、例えば、6角形の枠状、リング枠状でも良く、この場合、前部中央下軸受15a、後部右側下軸受15b、後部左側下軸受15cは、この枠の上面に固定される。
また、滑走架台11の中央には、後述する載置用架台駆動ユニット40が取付けられている。
この載置用架台駆動ユニット40は、滑走架台11が板状の場合は、その上面或いは下面に取付けても良く、更には、載置用架台駆動ユニット40内の各部品を上下に振り分けて取付けても良い。
また、滑走架台11が枠状の場合は、滑走架台11の枠間に固定された支持台に載置用架台駆動ユニット40を取付ける。
試験用架台装置10の滑走架台11の前後には、図1に図示のように、滑走架台11を移動させるための牽引ワイヤ21が連結されている。
なお、牽引ワイヤ21を無端状とし、滑走架台11の下部にこの無端状の牽引ワイヤ21を把持、固定するようにしても良い。
また、架台2の前後端には、プーリー22a、22bが配置され、架台2の前後端の側方にもプーリー22c、22dが配置されている。
更に、架台2の中央部の側方には、駆動プーリー23及び従動プーリー24が配置されている。
そして、牽引ワイヤ21は、プーリー22a、22b、22c、22d、駆動プーリー23及び従動プーリー24に掛け回されている。
なお、牽引ワイヤ21は、駆動プーリー23と従動プーリー24との間にタンデム状に複数回掛け回されている。
また、駆動プーリー23及び従動プーリー24には、試験用架台装置10(車両1)を制動する制動装置としてのディスク式のブレーキ26が各々配置されている。
駆動プーリー23の回転軸には、駆動プーリー23を回転させるための減速機付きの走行用モータ25が、図示略のクラッチを介して連結されている。
また、従動プーリー24は、図示略のテンショナーにより、牽引ワイヤ21が弛まないような所定の張力で引っ張られており、牽引ワイヤ21に対し駆動プーリー23が空回りしないようになっている。
そして、牽引ワイヤ21、プーリー22a、22b、22c、22d、駆動プーリー23、従動プーリー24、走行用モータ25等により、ワイヤ式の試験用の架台駆動装置20が形成されている。
次に、図3に基づき、試験用架台装置10に搭載された載置用架台駆動ユニット40及び、制御装置につき説明する。
図3に図示のように、載置用架台駆動ユニット40には、上部に窒素ガス等の高圧ガスが封入されると共に下部に作動油が封入される作動油蓄圧タンク41が配置されている。
また、作動油蓄圧タンク41には、高圧ガスを投入し封入するための逆止弁43及び高圧ガス投入口45、及び作動油を投入し封入するための逆止弁44及び作動油投入口46が接続されている。
更に、載置用架台駆動ユニット40には、各車両姿勢制御用シリンダ14a〜14fへの作動油の給排油を制御する遠隔開閉弁として6個のサーボ弁42a〜42fが配置されている。
そして、各サーボ弁42a〜42fの圧力供給側は、作動油蓄圧タンク41に接続され、排出側は、図示略の排油戻りタンクに接続されている。供給側と排出側は、サーボ弁42a〜42fの制御にて変更可能である。
なお、本実施の形態においては、例えば車両1の右側の前車輪、或いは右側の前後の車輪が溝等に落ち込み(脱輪)、車両1が傾斜して衝突、急停止するのを再現することを主目的としている。
そのため、溝転落時の車両姿勢を再現するため、上記サーボ弁42a〜42fを介して載置用架台12を制御可能としている。
各サーボ弁42a〜42fは、試験用架台装置10外に配置された制御装置30に、少なくとも13芯の制御用電線31を介して接続されている。
更に、走行用モータ25及び図示略のクラッチを制御する走行用モータ制御器34は、制御用電線33を介して制御装置30に接続され、ブレーキ26を制御するブレーキ制御器35は、制御用電線32を介して制御装置30に接続されている。
制御装置30は、CPU、記憶装置、表示装置、及び衝突試験開始時の車両1の速度、衝突時の傾斜角度、傾斜方向、旋回角度、ブレーキ力等の衝突試験条件、運転開始等を入力するキーボード等の入力装置を備えている。
また、CPUでは、入力された衝突試験条件に基づき、載置用架台12が水平な状態から、どの車両姿勢制御用シリンダ14(14a〜14f)をどのようなタイミングでどれ位伸縮するかのタイムスケジュールが演算される。
また、架台駆動装置20には、例えば走行用モータ25に図示略の回転計等の速度計が設けられており、回転計により検出された速度も制御装置30に入力されるようになっている。
本発明の第1の実施形態に係る車両試験装置は上述のごとく構成されており、衝突試験を行う場合には、先ず、制御装置30に、上述の衝突試験条件を入力する。
また、着脱自在な連結ホースにて事前に窒素等の高圧ガスを高圧ガス投入口45より封入しておき、試験毎に着脱自在な連結ホースを作動油投入口46に接続し、作動油を作動油蓄圧タンク41に充填、封入する。
以上により、衝突試験の準備が完了する。
制御装置30に運転開始を入力することにより、制御装置30から走行用モータ制御器34に起動開始信号が送信される。
走行用モータ制御器34は、この信号に基づき走行用モータ25を起動し、試験用架台装置10は、駆動プーリー23、牽引ワイヤ21等により、移動(走行)を開始し、加速する。
そして、制御装置30では、速度計にて検出された速度が、所定の速度に達したことを検知したら、衝突試験を開始する。
先ず、制御装置30からブレーキ制御器35にブレーキオン信号が送信され、ブレーキ26は作動開始する。
その後、サーボ弁42a〜42fが、制御装置30からの作動信号に基づき制御される。
このようにして、車両1が水平な状態で走行しているときに、制動、脱輪、傾斜、沈下して衝突した状態での試験が再現される。
従来のものでは、初めから車両1が水平な状態での衝突試験、横向きの状態での衝突試験、或いは初めから傾いた状態での衝突試験しか行うことができず、エアーバッグ、シートベルト等の安全装置の正確な作動試験を繰り返し行うことは困難であった。
これに対し、本実施の形態においては、車両1が水平な状態で走行中に(ブレーキが掛かり)、車両1の前輪、或いは一方側の車輪が溝等に落込んで車両1の一部が沈下した時の安全装置の作動を正確に再現できる。
なお、牽引ワイヤ21を無端状のワイヤとし、ブレーキ26に替わりに図2の右側に図示のように、滑走架台11の4隅に試験用架台装置10(車両1)を制動する制動装置としてのブレーキ用シリンダ54、押圧板56を設け、更に、滑走架台11の下面に牽引ワイヤ21を把持するワイヤ把持部材を設け、衝突試験時には、駆動プーリー23にて車両1及び試験用架台装置10を加速後、牽引ワイヤ21を離し、ブレーキ用シリンダ54によりブレーキを掛ると共に、走行用モータ25をオフにし、サーボ弁42a〜42fを操作するようにしても良い。
この場合、ブレーキ用シリンダ54の駆動は、圧縮気体を利用した空気シリンダをする。
次に、図4に基づき、本発明の第2の実施の形態に係る車両試験装置につき説明する。
本第2の実施の形態では、上述の第1の実施の形態に係る車両試験装置の、駆動プーリー23、従動プーリー24、牽引ワイヤ21等からなる試験用架台装置10の駆動機構に替えて、試験用架台装置10を複数の押出用油圧シリンダ50により押し出すようにしている。
即ち、本発明の第1の実施の形態に係る車両試験装置と同様に、架台2、ガイドレール3、ガイドレール3上を走行する試験用架台装置10等を備えている。
また、試験用架台装置10も、同様に、滑走架台11、載置用架台12、作動油蓄圧タンク41、6個の各サーボ開閉弁42a〜42fを有する載置用架台駆動ユニット40、6自由度駆動機構を形成する6本の車両姿勢制御用シリンダ14a〜14fを備えている。
架台2の一端部には、試験用架台装置10を押出す試験用架台駆動装置としての押出用油圧シリンダ50が設置されており、押出用油圧シリンダ50の駆動ロッドの先端部には試験用架台装置10を押し出す押出部材53が取付けられている。
そして、この各押出用油圧シリンダ50には油タンク51及びポンプユニット52が接続されている。
従って、ポンプユニット52によって油タンク51の圧油を各押出用油圧シリンダ50に供給、あるいは各押出用油圧シリンダ50に供給した圧油を排出することで駆動ロッドを伸長し、押出部材53を介して試験用架台装置10を押し出すことができる。
また、試験用架台装置10には、図2の右下に図示のように、ガイドレール3に対してこの試験用架台装置10を制動可能な制動装置としての複数のブレーキ用シリンダ54が装着されており、各ブレーキ用シリンダ54の駆動ロッドの先端部にはガイドレール3を押圧する押圧板56が取付けられている。
なお、ポンプユニット52、油タンク51と押出用油圧シリンダ50との間の配管に介装された図示略の遠隔制御弁等は、制御装置30から制御用電線55を介して制御される。
また、試験用架台装置10内のサーボ弁42a〜42f及びブレーキ用シリンダ54は、本発明の第1の実施の形態に係る車両試験装置と同様に、制御用電線31を介して制御装置30により制御される。
なお、本発明の第2の実施の形態に係る車両試験装置においては、押出用油圧シリンダ50による試験用架台装置10の押出力は、車両1の前進方向と同方向の正の荷重であり、ブレーキ用シリンダ54による試験用架台装置10の制動力は、車両1の前進方向とは逆方向の負の荷重である。
従って、制御装置30は押出用油圧シリンダ50による正の荷重とブレーキ用シリンダ54による負の荷重の合力を車両1に加速度として付与する。
本発明の第2の実施形態に係る車両試験装置は上述のごとく構成されており、試験を行う場合には、本発明の第1の実施形態に係る車両試験装置の場合と同様に、衝突試験を行うことができる。
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、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。
本発明の第1の実施形態に係る車両試験装置の概略平面図である。 同車両試験装置における車両試験用架台装置の正面図である。 同車両試験装置の制御装置のブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る車両試験装置の概略平面図である。 従来の車両用衝突試験装置の概略平面図である。
符号の説明
1 車両
2 架台
3 ガイドレール(軌道)
10 試験用架台装置
11 滑走架台(下部架台)
12 載置用架台(上部架台)
13 ガイド部材
14a〜14f 車両姿勢制御用シリンダ
15a 前部中央下軸受
15b 後部右側下軸受
15c 後部左側下軸受
16a 前部右側上軸受
16b 前部左側上軸受
16c 後部中央上軸受
20 架台駆動装置
21 牽引ワイヤ
22a〜22d プーリー
23 駆動プーリー
24 従動プーリー
25 走行用モータ
26 ブレーキ
30 制御装置
31、32、33 制御用電線
34 走行用モータ制御器
35 ブレーキ制御器
40 載置用架台駆動ユニット
41 作動油蓄圧タンク
42a〜42f サーボ弁
43、44 逆止弁
45 高圧ガス投入口
46 作動油投入口
50 押出用油圧シリンダ
51 油タンク
52 ポンプユニット
53 押出部材
54 ブレーキ用シリンダ
55 制御用電線
56 押圧板

Claims (5)

  1. ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、
    前記滑走架台の上方に配置され車両を搭載する載置用架台と、
    前記滑走架台と前記載置用架台とを連結し前記載置用架台を6自由度に駆動する6本の車両姿勢制御用シリンダと、
    前記滑走架台に搭載されると共に遠隔開閉弁を介して前記6本の車両姿勢制御用シリンダに接続された作動油蓄圧タンクと、
    前記滑走架台を制動する制動装置と、
    前記滑走架台を前記ガイドレールに沿って移動させる架台駆動装置と、
    入力された運転条件に基づき前記制動装置、前記架台駆動装置、前記遠隔開閉弁を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする車両衝突試験装置。
  2. 前記架台駆動装置は、走行用モータにより回転する駆動プーリーと、従動プーリーと、前記駆動プーリー及び前記従動プーリーに掛け回されると共に前記滑走架台に連結された牽引ワイヤとを有していることを特徴とする請求項1に記載の車両衝突試験装置。
  3. 前記制動装置は、前記駆動プーリー及び前記従動プーリーに配置されたブレーキであることを特徴とする請求項2に記載の車両衝突試験装置。
  4. 前記架台駆動装置は、前記ガイドレールの一端に配置され前記滑走架台を押出す押出用油圧シリンダと、前記押出用油圧シリンダに作動油を供給する油タンク及びポンプユニットを有し、
    前記制動装置は、前記滑走架台に配置されたブレーキ用シリンダと、前記ブレーキ用シリンダにより前記ガイドレールに押付けられて制動力を発生する押圧板とを有していることを特徴とする請求項1に記載の車両衝突試験装置。
  5. ガイドレールに沿って移動自在に配置された滑走架台と、
    前記滑走架台の上方に配置され車両を搭載する載置用架台と、
    前記滑走架台と前記載置用架台とを連結し前記載置用架台を6自由度に駆動する6本の車両姿勢制御用シリンダと、
    前記滑走架台を制動する制動装置と、
    前記滑走架台を前記ガイドレールに沿って移動させる架台駆動装置と、
    入力された運転条件に基づき前記制動装置、前記架台駆動装置、前記各車両姿勢制御用シリンダの駆動スケジュール及び駆動量を演算する制御装置とを備え、
    前記架台駆動装置により前記滑走架台の移動を開始し、
    所定の速度に達した時に前記制動装置により前記滑走架台を制動すると共に前記各車両姿勢制御用シリンダを個々に駆動して前記載置用架台の姿勢を任意に制御することを特徴とする車両衝突試験方法。
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