JP2010521668A - 衝突試験を実行する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、対象物、特に自動車または自動車の部品を、典型的には、加速される試験用スライド上に設置し、サイクルタイムを短縮するため、ガスに圧力を印加するように、油圧油によってピストンを移動させて加圧ガス容器内の望ましいガス圧力を生成し、加圧ガス容器によって生成された加速力を、特にピストンおよびプッシュロッドを介して加速対象物に印加するようにした衝突試験を実行する方法に関する。また、本発明は、対応して実現されるシステムに関する。

Description

本発明は、対象物、特に自動車または自動車の部品が、典型的には、加速される試験用スライド上に設置され、その加速力が、加圧ガス容器によって生成され、特にピストンおよびプッシュロッドを介して加速対象物に印加される、衝突試験を実行する方法に関する。

また、本発明は、対象物、特に自動車または自動車の部品を、典型的には加速される試験用スライド上に設置し、加圧ガス容器によって生成された加速力を、特にピストンおよびプッシュロッドを介して加速対象物に印加するようにした衝突試験を実行するシステムに関する。

上記の種類の方法およびシステムは、これまで例えば特許文献１で説明されている。この以前の方法によれば、実際の衝突試験での慣性減速が、試験対象物を加速することによってシミュレートされている。これは、障害物との衝突の際に自動車の移動質量に作用する加速力が、試験用スライドを加速することによって試験対象物に直接印加されることを意味する。したがって、現実の減速曲線を非常に良好に再現することが可能である。試験対象物は破壊されない。しかし、この発明は、例えば特許文献２に記載のように、対象物が一定の速度まで加速されその速度で障害物と衝突する従来の衝突試験並びに自動車の部品のみに関する衝突試験でも利用可能である。

これらの以前の方法およびシステムでは、必要なガス圧力は、コンプレッサによって加圧ガス容器内に生成される。加圧ガス容器を充填するには比較的長い時間がかかるので、衝突試験サイクル間に比較的長い遅延がもたらされることになる。

国際公開公報WO00/79236 A1号明細書 欧州特許出願公開EP 1 750 112 A1号明細書

したがって、本発明の目的は、サイクルタイムを短縮可能な、上記記載の種類の方法およびシステムを提供することである。

この目的は、油圧油をピストンに作用させ、それによってピストンが移動しガスに圧力を印加することによって、加圧ガス容器内に望ましいガス圧力が生成される上述の種類の方法によって達成される。

さらに、上記の目的は、ピストンがシリンダを、加圧ガスを収容する第１のピストン室と、油圧油を受け入れる第２のピストン室とに分割し、この第２のピストン室に油圧油を充填しピストンを移動させることが可能なピストン−シリンダ組立体を組み込んだ上述の種類のシステムによって達成される。

油圧作動ピストンによって必要なガス圧力が生成されるため、サイクルタイムを大きく短縮することができる。油圧油は適切な油圧ポンプによって供給されるので、加圧ガス容器を充填するのに要する時間が大きく短縮される。利用される油圧ポンプ次第で、１５分未満のサイクルタイムが達成できる。

ガスの供給は好ましくは、ピストンの一方の側にガスが収容され、他方の側に油圧油が収容される別個のピストン室に提供される。有利にも、これは市販の油圧ピストン型アキュムレータを使用して達成可能なので、システムのコストが減少する。

本発明の特に好適な構成では、衝突試験が完了すると、ガスはガス容器、すなわちピストン型アキュムレータに戻される。その有利な結果としてガスフィードバック閉ループが得られ、従来圧縮空気の通気に固有の騒音の問題が除去される。その上、ガスの膨張および圧縮によって発生する温度変化の問題が大きく減少するので、印加圧力に応じた加圧ガス容器のより正確な充填が可能になる。

ガスの再循環は好ましくは加圧ガス容器内に提供されやはり油圧油によって駆動される補助ピストンによって実現される。好ましくは、その油圧油は、ガスを加圧するために油圧油を供給する同じ油圧ポンプによって移動させられる。このためガス容器に戻るガスの再循環は大きく簡素化される。

加圧ガス容器を充填するガスの量の変化と、ひいてはガス圧力の変化を許容するため、好適なアプローチは、ピストン−シリンダ組立体の第２のピストン室を必要に応じて充填可能な油圧油の供給元となる油圧油容器を提供することである。

衝突試験が完了すると、加圧ガスシリンダ内の補助ピストンはプッシュロッドの収縮によってホームポジションに戻るが、これも特に簡素な解決方法となっている。

主として利用されるガスは窒素であるが、これはその膨張および収縮特性並びに腐食の危険が少ないという観点から望ましい。

本発明に係る方法は、特に、ガス圧力が生成する加速力が実際に必要な力より大きく、ブレーキ装置が望ましい加速曲線を生じる役目を果たす処理において、実際の衝突の際に遭遇する慣性力を完全にシミュレートする衝突試験に特に適している。

上記の方法に関連する記載の全てはそれぞれ本発明に係るシステムにも適用される。

衝突試験で使用する加圧ガス容器内のガス圧力を生成する役目を果たす、本発明に係るシステムを概略的に示す。

本発明の一実現例を例示のみとして添付の図面に図示し以下説明する。

例示されるシステムは、可動ピストン３を収容するシリンダ２により形成されるガス圧力室１を含む。ピストン３はプッシュロッド４に堅固に連結されており、該プッシュロッドは、シリンダ２の一端から突出し、かつ、衝突試験用スライドを作動させる。

また、シリンダ２内には第２のピストン５が移動可能に収容されている。これは第１のピストン３に対向してプッシュロッド４から離れる側に配置され、ピストン３と共にガス圧力室１を形成し、またシリンダ２内の他方の側に補助ピストン室６を形成する。

ガス圧力室１は、第２のピストン５を貫通する導管７と方向制御弁８とを介して、独立のピストン−シリンダ組立体１０の第１のピストン室９に連通されている。典型的には電磁手段によって、方向性制御弁８は導管７を閉状態または、図示のように、開状態に設定できる。ピストン−シリンダ組立体１０は、シリンダ１２内で移動しシリンダ１２を第１のピストン室９と第２のピストン室１３とに分割するピストン１１を含む。導管１４および他の方向制御弁１５によって、第２のピストン室１３は、油圧ポンプと油圧油容器とを含む油圧ユニット１６に連通されている。油圧ユニット１６は、方向性制御弁１５と油圧供給管路１７とによって加圧ガス容器２の第２のピストン室６に連通されている。

方向制御弁１５は３位置の方向制御弁であって、図示する位置の他に、油圧ユニット１６の油圧ポンプによって油圧油がピストン−シリンダ組立体１０の第２のピストン室１３に供され、かつ、加圧ガス容器２の第２のピストン室６から油圧油が導管１７を介して油圧ユニット１６に還流可能な位置と、油圧ユニット１６の油圧ポンプによって油圧油が加圧ガス容器２の第２のピストン室６にされ、かつ、ピストン−シリンダ組立体１０の第２のピストン室１３から油圧油が油圧ユニット１６の油圧油容器に還流可能な第３の位置とを含む。好ましくは、第２の方向制御弁１５も同様に電磁手段によって操作される。

本発明に係るシステムを使用して衝突試験を開始するために、方向制御弁８が開位置に設定され、かつ、方向制御弁１５が、油圧ユニット１６の油圧ポンプをピストン−シリンダ組立体１０のピストン室１３に連通させるように設定される。油圧ユニット１６の油圧ポンプが始動すると、油圧油がピストン室１３に供給される。それによってピストン１１は矢印IIIで示す左方へ移動し、ピストン室９内に存在するガスが、方向制御弁８およびピストン５を介してガス圧力室１内へ供給される。このプロセスは、ガス圧力室１内で望ましいガス圧力が達成されるまで続けられる。ブレーキ装置（図示せず）によって、ピストン３が、プッシュロッド４と共にその位置に保持される。また、矢印Ｉにより示すように、ピストン５は、終端位置になければ、該終端位置まで移動可能である。望ましい圧力に到達すると、２つの方向制御弁８、１５が閉じられ、油圧ポンプを動作させることなく圧力が維持される。こうして衝突試験が実行可能となり、図示しないブレーキ装置が解放される。これによって、ピストン３に駆動されるプッシュロッド４が、矢印IIにて示すように、右方へ加圧ガス容器２の外に移動し、試験対象物が望ましい形で駆動される。具体的には、ブレーキ装置は、試験対象物が現実的な慣性曲線に沿って加速するような形で作動する。

衝突試験が完了すると、方向制御弁８が再び開かれ、方向制御弁５は、油圧ユニット１６の油圧ポンプを加圧ガス容器２の第２のピストン室６に接続する第２の開設定に切り換えられ、油圧油容器がピストン−シリンダ組立体１０の第２のピストン室１３に連通する。油圧ポンプが始動すると、油圧油がピストン室６に供給され、ピストン５が、矢印Ｉで示す右方へ移動する。その結果、ピストン５とピストン３との間に存在する加圧気体、すなわち窒素が、導管７および方向制御弁８を通じて再循環し、ガス圧力室すなわちピストン室９に戻る。それによってピストン１１は、矢印IIIにて示す右方へ移動し、油圧油がピストン室１３から導管１４および方向制御弁１５を介して油圧ユニット１６の油圧油容器に供給される。ピストン５がピストン３と接触すると、全ての加圧気体はガス圧力室すなわちピストン室９に戻る。矢印IIにて示すように、プッシュロッド４は左方へ移動してホームポジションに戻り、同時にピストン５が、矢印Ｉにて示すホームポジションに移動する。この時、既述したように、ガス圧力室１に再びガスを充填することが可能となり、また、プッシュロッド４はブレーキ装置によって再びホームポジションに保持され、ガス圧力室１内に蓄積したガス圧力によってピストン５が左方の終端位置に移動する。このプロセスで、プッシュロッド４によってピストン５が移動するにつれて、ピストン室６内に存在する油圧油は、導管１７および方向制御弁１５を介して油圧ユニット１６の油圧油容器に戻される。

１ ガス圧力室
２ 加圧ガス容器
３ ピストン
４ プッシュロッド
５ ピストン
６ ピストン室
７ 導管
８ 方向制御弁
９ ピストン室
１０ ピストン−シリンダ組立体
１１ ピストン
１２ シリンダ
１３ ピストン室
１４ 導管
１５ 方向制御弁
１６ 油圧ユニット
１７ 導管
Ｉ 矢印
II 矢印
III 矢印

Claims (23)

1. 対象物、特に自動車または自動車の部品が、典型的には、加速される試験用スライド上に設置される、衝突試験を実行する方法であって、その加速力が、加圧ガス容器（２）によって生成され、ピストン（３）およびプッシュロッド（４）を介して前記加速対象物に特に印加され、
   望ましいガス圧力が、前記ガスに対して作用しかつそれ自体が油圧油の圧力の作用を受けているピストン（５）の移動によって前記加圧ガス容器（２）内に生成されることを特徴とする方法。
2. 前記油圧油が油圧ポンプによって作用させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 必要なガスが、ピストン（１１）の一方の側に前記ガスを収容し、他方の側に前記油圧油を収容する特定の別個のピストン室（１０）に供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記衝突試験が完了すると、前記ガスがガス容器、すなわちピストン室（９）に戻されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
5. 前記ガスが、前記加圧ガス容器（２）内に収容された補助ピストン（５）の移動によって戻され、その移動が前記油圧油によってもたらされることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
6. 前記油圧油が、前記ガス圧力を生成するため前記油圧油を供給する同じ油圧ポンプ（１６）によって作用させられることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
7. 前記補助ピストン（５）が、前記プッシュロッド（４）の収縮によってホームポジションに戻ることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の方法。
8. 前記ガスの再循環が、フィードバック閉ループで行われることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。
9. 前記油圧油の再循環がフィードバック閉ループで行われることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
10. 前記油圧油の再循環システムが油圧油容器（１６）を含むことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の方法。
11. 利用される前記ガスが窒素であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の方法。
12. 実際の衝突の慣性減速力が、実際の慣性減速曲線に沿って前記試験対象物を加速することによってシミュレートされることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法。
13. 前記試験用スライドを使用した前記衝突試験の間、前記実際の慣性減速曲線に対応する加速のために必要な力より大きい力が加速の方向に印加されることと、望ましい加速曲線を得るため、前記衝突試験用スライド、またはそれを駆動する装置が、前記加速の方向と反対方向のベクトルを有する制動力の作用を受けており、その制動力が、前記望ましい加速曲線に沿って前記スライドを加速する力を得るのに十分な強さであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 対象物、特に自動車または自動車の部品が、典型的には、加速される試験用スライド上に設置され、前記システムが、ピストン（３）およびプッシュロッド（４）を介して前記加速対象物に特に印加される加速力を生成するための加圧ガス容器（２）を備え、
    シリンダ（１２）を、加圧ガスを受け入れる第１のピストン室（９）と、油圧油を受け入れる第２のピストン室（１３）とに分割するピストン（１１）を装備するピストン−シリンダ組立体（１０）が提供されることと、前記第２のピストン室（１３）が前記ピストン（１１）を移動させる役目を果たす油圧油によって充填可能であることとを特徴とするシステム。
15. 前記第２のピストン室（１３）が油圧ポンプを介して油圧油容器に接続することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 前記ピストン−シリンダ組立体（１０）が別個のピストン型アキュムレータとして構成されることと、前記第１のピストン室（９）が圧力導管（７）を介して前記加圧ガス容器（２）に接続することとを特徴とする請求項１４または１５に記載のシステム。
17. 前記加圧ガス容器（２）が、前記ガスが前記加圧ガス容器（２）から前記ピストン室ガス容器（９）に戻ることのできる手段となる補助ピストン（５）を装備することを特徴とする請求項１４または１６に記載のシステム。
18. 前記補助ピストン（５）が、前記加圧ガス容器（２）を、前記ガスのための第１のピストン室（１）と、前記ピストン（５）を移動させるための油圧油によって充填可能な第２のピストン室（６）とに分割することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. 前記第２のピストン室（６）が、同じ油圧ポンプを介して前記油圧油容器に接続することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. 前記プッシュロッド（４）を収縮させることによって、前記補助ピストン（５）がホームポジションに復帰可能であることを特徴とする請求項１４〜１９の何れか１項に記載のシステム。
21. 前記ガスがフィードバック閉ループで再循環されることを特徴とする請求項１４〜２０の何れか１項に記載のシステム。
22. 前記油圧油がフィードバック閉ループで再循環されることを特徴とする請求項１４〜２１の何れか１項に記載のシステム。
23. 利用される前記ガスが窒素であることを特徴とする請求項１４〜２２の何れか１項に記載のシステム。

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