JP2009204395A

JP2009204395A - 自動車衝突シミュレータの構成機器

Info

Publication number: JP2009204395A
Application number: JP2008045821A
Authority: JP
Inventors: Minobu Tsuruya; 身延鶴谷; Junichi Aiki; 純一合木; Masayuki Shimizu; 將之清水
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2009-09-10

Abstract

【課題】従来よりも大きな水平加速度を得ることが可能な自動車衝突シミュレータの構成機器を提供する。
【解決手段】下側ガイドレール３に前後摺動可能に支持される下側スレッド２と、下側スレッド２の上方に位置して供試体１を搭載し、後端側が上下回動可能に支持され、かつ前端側が上下摺動可能に支持される上側スレッド４と、自動車衝突時の加速度を加えるアクチュエータ１１とを備え、アクチュエータ１１により下側スレッド２を下側ガイドレール３に沿って後方へ打ち出すことで下側スレッド２を介して供試体１に自動車衝突時の加速度を加えるとともに、ピッチング動作を与えるようにした自動車衝突シミュレータの構成機器であるピッチング装置２１において、下側ガイドレール３は、打ち出し領域Ａと制動領域Ｂとを有しており、打ち出し領域Ａの下側ガイドレール３に摩擦係数を低下させる表面処理加工を施している。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に自動車の衝突試験をシミュレーションによって行う自動車衝突シミュレータの構成機器に関する。

近年、ダミー人形、エアバッグ等を設置したホワイトボディ、模擬車体等（以下、供試体という）をスレッド（台車）上に載置して取付け、当該スレッドに自動車衝突時の加速度を加えて、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シミュレータが提案されている。
このような自動車衝突シミュレータとしては、例えば、特許文献１（特開２００６−１３８７００号公報）に開示されているものがある。

上記特許文献１に開示された自動車衝突シミュレータは、図３及び図４に示すように、供試体１に自動車衝突時の加速度を加えるアクチュエータ１１と、供試体１にピッチング動作を与えるピッチング装置２１とを備えている。アクチュエータ１１は、出没可能なピストン１１ａを有し、該ピストン１１ａが作動して下側スレッド２を水平方向に打ち出すように構成されており、図示しない加速度制御システムにより制御される油圧装置などで駆動されるようになっている。
下側スレッド２は、上下及び左右方向の移動が規制された状態で、前後方向に延在する左右一対の下側ガイドレール３に前後摺動可能に支持されており、該下側ガイドレール３は、ピッチング装置２１に水平に敷設されている。このため、下側スレッド２には、下側ガイドレール３を挟み込むように係合するシュー２２が取付けられている。また、下側スレッド２のアクチュエータ１１側の前端部には、縦フレーム２３が固定して設けられ、該縦フレーム２３の後面には、左右一対の上下ガイドレール２４が取付けられている。上下ガイドレール２４には、前後及び左右方向の移動が規制された状態で、上下方向に摺動可能な支持ブラケット２５が嵌装されている。

また、下側スレッド２の上方には、供試体（ホワイトボディ、模擬車体等、ダミー人形１ａ、エアバッグ等を設置した場合も含む）１を搭載した上側スレッド４が配置されており、該上側スレッド４の前端部には、下側スレッド２の支持ブラケット２５とピン２６を介して連結する連結ブラケット２７が取付けられている。したがって、上側スレッド４は、後端側が下側スレッド２に対してピン２６を中心に上下回動可能に支持され、前端部側が支持ブラケット２５により上下ガイドレール２４に対して上下摺動可能に支持されている。しかも、下側スレッド２と上側スレッド４は、ピン２６を介して中心線Ｘ方向が互いに拘束されているため、アクチュエータ１１による中心線Ｘ方向の加圧力Ｆは、下側スレッド２から上側スレッド４に伝達されるとともに、供試体１に伝達されることになる。

さらに、上側スレッド４は、中心線Ｘ方向に対して直交する方向（横方向）にそれぞれ張り出して前後に配置される左右一対の前方支持脚５及び後方支持脚６を備えている。しかも、後方支持脚６は、前方支持脚５よりもさらに外側に張り出して設けられている。
一方、下側ガイドレール３の左右両側には、これと平行な前方昇降レール７及び後方昇降レール８が前後に設けられており、後方昇降レール８は、前方昇降レール７よりも外側となる位置に配置されている。前方昇降レール７には、上側スレッド４の前方支持脚５の先端のシュー５ａが摺動可能に嵌装され、後方昇降レール８には、上側スレッド４の後方支持脚６の先端のシュー６ａが摺動可能に嵌装されている。これらシュー５ａ，６ａは、それぞれ昇降レール７，８を挟み込むように係合し、上下方向及び左右方向の移動が規制された状態で、前方支持脚５及び後方支持脚６が各昇降レール７，８に前後摺動可能に支持されている。

４基の昇降レール７，８は、それぞれレール面を水平に維持するように案内される機構を備えており、左右の前方昇降レール７及び後方昇降レール８には、それぞれ油圧シリンダなどからなる前方鉛直加振機９及び後方鉛直加振機１０が取付けられている。これら鉛直加振機９，１０は、ピッチング装置２１の設置箇所に設けられたピットＰ内に配置されており、図示しないピッチング装置用油圧装置及びピッチング制御装置によって駆動制御され、昇降レール７，８のそれぞれを昇降するように構成されている。また、左右の前方鉛直加振機９は互いに同期して駆動され、左右の前方昇降レール７は同じ高さに設定されている。同様に、左右の後方鉛直加振機１０は互いに同期して駆動され、左右の後方昇降レール８は同じ高さに設定されている。

このように構成された自動車衝突シミュレータのピッチング装置２１は、次のように作動する。先ず、アクチュエータ１１のピストン１１ａの前端を接して配置された停止状態の下側スレッド２に対し、目標加速度（下側スレッド２及び供試体１の前方向としては減速加速度）を与えるべく、図示しない加速度制御システムにより油圧装置が制御され、アクチュエータ１１のピストン１１ａが作動して下側スレッド２を後方に打ち出すことにより、自動車衝突時を模擬（シミュレート）する加速度を供試体１に与える。
それと同時に、図示しないピッチング制御装置とピッチング装置用油圧装置により、各前方鉛直加振機９及び後方鉛直加振機１０が駆動され、所定のプログラムされた上下動作を上側スレッド４に与えると、該上側スレッド４に搭載された供試体１には、自動車衝突時の加速度と共に、当該衝突に伴うピッチング動作が付与されることになる。
なお、ピッチング動作を与えるプログラムは、実車衝突試験で得られたピッチング動作データに基づいて作成されており、車種、衝突条件ごとに実車衝突試験データに基づくプログラムを準備することで、自動車衝突シミュレータにおいて車種、衝突条件に即しているピッチング動作の模擬を加えた非破壊衝突試験が繰返し可能となる。

特開２００６−１３８７００号公報

ところで、図３及び図４に示されるようなピッチング装置２１を備えた従来の自動車衝突シミュレータにあっては、アクチュエータ１１のピストン１１ａを作動させて下側スレッド２を後方に打ち出すことにより、自動車衝突時の水平加速度を供試体１に与えているので、車種、衝突条件などに応じて加速度を大きくしたい場合、下側スレッド２及び上側スレッド４を軽量化するか、あるいは、アクチュエータ１１の打ち出し能力（加圧力Ｆ）を大きくする必要がある。
しかしながら、アクチュエータ１１は、下側スレッド用に既にユーザへ納入されていることがあるので、納入後において打ち出し能力を大きくできないことが多いという問題点を有している。一方、下側スレッド２及び上側スレッド４には、使用上、一定以上の強度及び剛性が要求されているので、その軽量化にも限界ある。

なお、衝突時の現象が起こる時間は非常に短い（約０．１秒）ことから、その間の下側スレッド２の移動距離は数ｍ程度である。そのため、アクチュエータ１１のピストン１１ａで後方に打ち出された下側スレッド２は、所定の加速度が得られた後に迅速に制動して停止する必要がある。迅速な制動が行われない場合には、下側スレッド２が摺動する下側ガイドレール３の寸法を長くしなければならないので、設置スペースが大きくなり、設置箇所が制限されてしまうという問題点を有している。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、アクチュエータの打ち出し能力向上及びスレッドの軽量化を行うことなく、従来よりも大きな水平加速度を得ることが可能な自動車衝突シミュレータの構成機器を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、前後方向に延在する下側ガイドレールに前後摺動可能に支持される下側スレッドと、該下側スレッドの上方に位置して供試体を搭載し、後端側が上下回動可能に支持され、かつ前端側が上下摺動可能に支持される上側スレッドと、自動車衝突時の加速度を加えるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータのピストンにより前記下側スレッドを前記下側ガイドレールに沿って後方へ打ち出すことで前記下側スレッドを介して前記上側スレッド上の前記供試体に自動車衝突時の加速度を加えるとともに、ピッチング動作を与えるようにした自動車衝突シミュレータの構成機器において、前記下側ガイドレールは、打ち出し領域と制動領域とを有しており、前記打ち出し領域の前記下側ガイドレールに摩擦係数を低下させる表面処理加工を施している。

この発明において、前記打ち出し領域は、前記下側ガイドレールの前端側から、前記ピストンのストローク長と前記下側スレッドの長さとを合わせた長さに位置しているのが好ましい。

上述の如く、本発明に係る自動車衝突シミュレータの構成機器は、前後方向に延在する下側ガイドレールに前後摺動可能に支持される下側スレッドと、該下側スレッドの上方に位置して供試体を搭載し、後端側が上下回動可能に支持され、かつ前端側が上下摺動可能に支持される上側スレッドと、自動車衝突時の加速度を加えるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータのピストンにより前記下側スレッドを前記下側ガイドレールに沿って後方へ打ち出すことで前記下側スレッドを介して前記上側スレッド上の前記供試体に自動車衝突時の加速度を加えるとともに、ピッチング動作を与えるようにしたものであって、前記下側ガイドレールは、打ち出し領域と制動領域とを有しており、前記打ち出し領域の前記下側ガイドレールに摩擦係数を低下させる表面処理加工を施しているので、アクチュエータの見かけの打ち出し力が大きくなり、従来と比べてより大きな水平加速度を得ることができる。

したがって、本発明の構成機器によれば、同一の打ち出し能力を持つアクチュエータでも、適用車種や衝突条件などに応じて、自動車衝突時の水平方向の動きを高精度に再現できる。また、アクチュエータの打ち出し能力を上げずに済むので、コスト低減を図ることができる。さらに、下側スレッド及び上側スレッドの軽量化を行う必要がないので、下側スレッド及び上側スレッドに十分な強度及び剛性を持たせることができる。

また、本発明において、前記打ち出し領域は、前記下側ガイドレールの前端側から、前記ピストンのストローク長と前記下側スレッドの長さとを合わせた長さに位置しているので、下側スレッドに対する必要な制動領域は確保されている。したがって、下側ガイドレールの長さを大きくする必要がなく、設置スペースも従来のままで良いので、様々な車種や衝突条件に対応することが可能となり、汎用性に優れている。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車衝突シミュレータの構成機器であるピッチング装置の概略側面図、図２は、本発明の実施形態に係る下側スレッドと下側ガイドレールとの係合状態を示す正面図である。なお、図３及び図４に示す従来例と同一部位には同一符号を付して説明を省略する。

下側スレッド２は、図１に示すように、前後方向に長く、前後左右の周囲がフレームで囲まれた平面視で略長方形状に形成されており、左右両側が下側ガイドレール３に載置され、前後方向に沿って摺動可能に支持されている。しかも、下側スレッド２の前後左右の下部には、図２に示すように、下側ガイドレール３を挟み込むように係合するシュー２２が取付けられており、下側スレッド２は、シュー２２によって三方から囲まれ、上下方向及び左右方向の移動が規制（拘束）された状態で、下側ガイドレール３上を前後方向に摺動するようになっている。

また、本発明の実施形態に係る下側ガイドレール３は、図１に示すように、アクチュエータ１１のピストン１１ａで後方に打ち出された下側スレッド２が滑って摺動する打ち出し領域Ａと、摺動する下側スレッド２に制動を加える制動領域Ｂとを有している。
打ち出し領域Ａは、下側ガイドレール３のアクチュエータ１１側に位置する前端側から、ピストン１１ａのストローク長Ｌｐと、下側スレッド２の前後方向の長さＬｓとを合わせた長さに位置している。制動領域Ｂは、打ち出し領域Ａより後方に位置している。

打ち出し領域Ａの下側ガイドレール３の上下面及び外側側面には、摩擦係数を低下させて摺動性の向上を図る表面処理加工が施されている。この表面処理加工の一例としては、リン酸被膜やサンドブラストなどで表面を粗らし、その後にデフリック処理を行ってレール表面にデフリック皮膜を形成する加工法が挙げられる。
一方、制動領域Ｂの下側ガイドレール３の上下面及び外側側面には、上記した表面処理加工が施されていない。なお、下側スレッド２の下部には、図示しないブレーキ装置が設けられ、下側ガイドレール３の所定位置には、ブレーキシュー３ａが設けられている。

このように構成された本発明の実施形態に係る自動車衝突シミュレータのピッチング装置２１は、次のように作動する。
前述したと同様に、下側ガイドレール３上に載置された停止状態の下側スレッド２に対し、目標加速度を与えるべく、アクチュエータ１１のピストン１１ａが作動して下側スレッド２を後方に打ち出すことにより、自動車衝突時を模擬（シミュレート）する加速度を供試体１に与える。それと同時に、各前方鉛直加振機９及び後方鉛直加振機１０が駆動され、所定のプログラムされた上下動作を上側スレッド４に与えると、該上側スレッド４に搭載された供試体１には、自動車衝突時の加速度と共に、当該衝突に伴うピッチング動作が付与されることになる。
この際、図１に示すように、アクチュエータ１１による下側スレッド２への加圧力Ｆに対して上側スレッド４から前方へ向かう反対向きの慣性力Ｋが発生し、上側スレッド４の前端部側を中心にして下向きの回転モーメントＭが下側スレッド２に作用し、下側スレッド２の前後部を介して下方及び上方の反力Ｎが下側ガイドレール３に発生するとともに、前方へ向かう摩擦力Ｆｏが発生する。本実施形態のピッチング装置２１の下側ガイドレール３においては、打ち出し領域Ａに表面処理加工が施されて摩擦係数が下げられているため、打ち出し領域Ａの摩擦力Ｆｏが小さく、下側スレッド２が下側ガイドレール３上を滑らかに摺動することになる。そして、目標とする自動車衝突時の加速度とピッチング動作が供試体１に付与された後、下側スレッド２が制動領域Ｂの下側ガイドレール３上を摺動すると、下側スレッド２に所定の制動力が加えられ、停止することになる。

以上、本発明の実施形態のピッチング装置２１によれば、打ち出し領域Ａの下側ガイドレール３のみに表面処理加工が施されて摩擦係数が下げられているため、アクチュエータ１１の見かけの打ち出し力が大きくなる。したがって、同一能力のアクチュエータ１１を使用し、かつ十分な強度及び剛性を有する下側スレッド２及び上側スレッド４を使用しても、従来と比べてより大きな水平加速度が得られることになり、適用車種や衝突条件などに応じて、低コストで自動車衝突時の水平方向の動きを高精度に再現することができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

本発明の実施形態に係る自動車衝突シミュレータの構成機器であるピッチング装置を示す概略側面図である。本発明の実施形態に係る下側スレッドと下側ガイドレールとの係合状態を示す正面図である。アクチュエータで衝突時の加速度を加える従来の自動車衝突シミュレータのピッチング装置を示す斜視図である。図３に示すピッチング装置の作動説明図である。

符号の説明

１供試体
２下側スレッド
３下側ガイドレール
４上側スレッド
１１アクチュエータ
１１ａピストン
２１ピッチング装置
Ａ打ち出し領域
Ｂ制動領域
Ｌｐピストンのストローク長
Ｌｓ下側スレッドの長さ

Claims

前後方向に延在する下側ガイドレールに前後摺動可能に支持される下側スレッドと、該下側スレッドの上方に位置して供試体を搭載し、後端側が上下回動可能に支持され、かつ前端側が上下摺動可能に支持される上側スレッドと、自動車衝突時の加速度を加えるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータのピストンにより前記下側スレッドを前記下側ガイドレールに沿って後方へ打ち出すことで前記下側スレッドを介して前記上側スレッド上の前記供試体に自動車衝突時の加速度を加えるとともに、ピッチング動作を与えるようにした自動車衝突シミュレータの構成機器において、前記下側ガイドレールは、打ち出し領域と制動領域とを有しており、前記打ち出し領域の前記下側ガイドレールに摩擦係数を低下させる表面処理加工を施したことを特徴とする自動車衝突シミュレータの構成機器。
前記打ち出し領域は、前記下側ガイドレールの前端側から、前記ピストンのストローク長と前記下側スレッドの長さとを合わせた長さに位置していることを特徴とする請求項１に記載の自動車衝突シミュレータの構成機器。