JP2019066187A

JP2019066187A - 剛性試験用治具

Info

Publication number: JP2019066187A
Application number: JP2017188230A
Authority: JP
Inventors: 正樹坂東; Masaki Bando
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: JP7004433B2

Abstract

【課題】車種ごとの拘束条件のばらつきを低減して剛性データの比較を行いやすくすると共に、剛性データを精度良く得られるようにする。【解決手段】車体１００に荷重Ｆを負荷して車体１００の剛性を測定する剛性試験の際に車体１００を拘束する剛性試験用治具１であって、車体１００のロッカーパネル１０２から下方へ突出するように設けられたフランジ部１０２ａを保持する剛性試験用治具を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、車体の剛性を測定する剛性試験を行う際に車体を拘束する剛性試験用治具に関する。

旋回走行時に生じる遠心力などの外力によって自動車の車体に歪が生じると、これに伴ってタイヤの向きや位置も変化することから、近年では、自動車の走行安定性や操縦性を評価する指標の１つとして、車体の剛性が採用されるようになってきている。

従来、車体の剛性を評価するための試験方法として、車体を治具で拘束した状態で車体に荷重を負荷し、このときの車体の変位量（歪量）を測定する方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１４−２３５０３８号公報

ところで、車体の剛性試験を行うにあたって、車体を拘束するために、例えば、車体の左右に設けられた骨格部材である一対のサイドメンバを治具で保持することが考えられる。

しかしながら、サイドメンバは車種によって厚さや配置等が大きく異なるため、車体の拘束条件にばらつきが生じ、得られた剛性データを比較しにくいといった課題がある。また、特に一対のサイドメンバが車体の幅方向内側寄りに配置されている車種においては、左右の拘束位置同士の間隔が狭くなるため、車体への荷重の負荷によって拘束位置にずれが生じた場合に、そのずれに起因する車体の変位量への影響が大きくなり、剛性（変位量）の測定精度が低くなるといった課題もある。

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、車種ごとの拘束条件のばらつきを低減して剛性データの比較を行いやすくすると共に、剛性データを精度良く得られるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、車体に荷重を負荷して車体の剛性を測定する剛性試験の際に車体を拘束する剛性試験用治具であって、車体のロッカーパネルから下方へ突出するように設けられたフランジ部を保持することを特徴とする剛性試験用治具を提供する。

このように、本発明に係る剛性試験用治具によれば、一般的にサイドメンバに比べて厚さや配置の差が少ないロッカーパネルのフランジ部を保持して車体を拘束するので、車体の拘束条件のばらつきが少なくなり、得られた剛性データの比較が行いやすくなる。また、一般的にサイドメンバよりも車幅方向外側に配置されるロッカーパネルのフランジ部を拘束することにより、車体を左右両側で拘束した際の拘束位置同士の間隔を大きく確保することができる。これにより、万が一、剛性試験時に車体に負荷された荷重によって拘束位置にずれが生じた場合であっても、サイドメンバを治具で保持する場合に比べて、そのずれに起因する車体の変位量への影響が小さくなるので、測定精度の向上が期待できる。

本発明によれば、車種ごとの拘束条件のばらつきを低減して剛性データの比較を行いやすくすることができると共に、剛性データを精度良く得られるようにすることが可能となる。

本発明に係る剛性試験用治具が用いられる剛性試験の一例を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る剛性試験用治具の斜視図である。剛性試験用治具の設置方法を説明するための図である。剛性試験用治具の設置方法を説明するための図である。剛性試験用治具の設置方法を説明するための図である。本発明の他の実施形態に係る剛性試験用治具の斜視図である。図６に示す剛性試験用治具の使用方法を説明するための図である。本発明のさらに別の実施形態に係る剛性試験用治具を示す図である。

以下、添付の図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。

まず、図１を参照しつつ、本発明に係る剛性試験用治具が用いられる剛性試験の一例について説明する。

ここで説明する剛性試験は、自動車の旋回走行時に車体フロント側に加わると想定される横向きの荷重に対して車体に生じる歪量を測定するための横曲げ剛性試験である。ただし、本発明に係る剛性試験用治具は、このような横曲げ剛性試験に用いられる場合に限らない。例えば、車体の左側と右側で互いに反対方向の荷重を負荷した場合の車体の捩れ剛性を測定する試験など、他の剛性試験にも適用可能である。

この横曲げ剛性試験では、まず、エンジンや電気系部品、車内部品等が装着されていないホワイトボディと称される車体をジャッキで所定の高さに支持し、その状態で、車体を剛性試験用治具（以下、単に「治具」と称する場合もある。）で拘束する。この場合、フロントシート付近の位置を基準点（固定点）にして車体の剛性を測定するため、図１に示すように、治具１は、フロントシート付近の左右２箇所で車体１００を保持して拘束する。また、この治具だけの拘束では車体が回転する可能性がある場合は、フロントシート付近に加えて、車体のリア側を別の治具で拘束してもよい。

そして、ジャッキによる支持を解除してから、図１に示すように、車体フロント側に配置された荷重負荷装置２００を用いて車体１００に対して横方向の荷重Ｆを負荷する。この場合は、車体１００に設けられたサイドメンバ１０１（詳しくは、フロントサイドメンバ）に荷重Ｆを負荷しているが、荷重Ｆを負荷する箇所は適宜変更可能である。そして、図示しないリニアゲージ等の変位測定装置によって車体の変位量（歪量）を測定し、得られた変位量データから車体の剛性を評価する。

次に、本発明に係る剛性試験用治具の実施形態について説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る剛性試験用治具１は、一対の挟持部材２と、挟持部材２同士を締結する締結部材としての締結ボルト３及び締結ナット４と、各挟持部材２を後述の治具台に固定する固定部材としての固定ボルト５及び固定ナット６とを備える。以下、治具１において、図２に示すＸ方向を幅方向、Ｙ方向を長さ方向、Ｚ方向を高さ方向と呼ぶことにする。

各挟持部材２は、互いに略直交するようにＬ字形に設けられた縦板部７及び横板部８と、縦板部７と横板部８の長さ方向両端部に設けられた三角形状の補強部９とで構成された金属製の部材である。縦板部７には高さ方向に延びる長孔１０が設けられ、横板部８には幅方向に延びる長孔１１が設けられている。本実施形態では、各長孔１０，１１が、縦板部７と横板部８のそれぞれに２つずつ設けられているが、各長孔１０，１１の数は１つずつであってもよいし、３つ以上であってもよい。

本発明に係る剛性試験用治具１は、車体１００に設けられたロッカーパネル１０２のフランジ部１０２ａを保持する（図１参照）。ロッカーパネル１０２は、車体１００の幅方向両端の下部に前後方向に渡って延在するように設けられており、フランジ部１０２ａは、ロッカーパネル１０２から下方へ突出するように設けられている。本実施形態では、この下方へ突出するフランジ部１０２ａを一対の挟持部材２で挟持することで車体１００を拘束する。

続いて、図３〜図５に基づき、本実施形態に係る剛性試験用治具の設置方法について詳しく説明する。
なお、図３〜図５において、図の右側が車幅方向外側であり、図の左側が車幅方向内側である。

まず、図３に示すように、車体１００を図示しないジャッキで所定の高さに支持した状態で、一対の挟持部材２を治具台１２の上に載せてロッカーパネル１０２のフランジ部１０２ａの左右両側に配置する。このとき、各挟持部材２の上端部Ａをフランジ部１０２ａの根元部Ｂと同じ高さになるように配置することが好ましい。このように挟持部材２を配置することで、挟持部材２でフランジ部１０２ａを挟持したときの挟持部材２とフランジ部１０２ａとの接触面積を大きく確保することができるため、上述の横曲げ剛性試験において車体に荷重が負荷された際の挟持部材２やフランジ部１０２ａに生じる応力を小さくすることができる。これにより、挟持部材２同士が応力に負けて上端部Ａが互いに開いたり、フランジ部１０２ａが変形したりするのを抑制することができる。

次に、図４に示すように、締結ボルト３を、各挟持部材２の縦板部７に設けられた長孔１０に挿通し、締結ボルト３に締結ナット４を締結してフランジ部１０２ａを一対の挟持部材２で挟持する。このとき、締結ボルト３は、フランジ部１０２ａの下端部に対して接触（干渉）しないように極力近づけて配置されることが好ましい。このような位置で締結ボルト３と締結ナット４とを締結することで、上記荷重の負荷による挟持部材２の上端部の開きを抑制することができる。

最後に、図５に示すように、固定ボルト５を、各挟持部材２の横板部８に設けられた長孔１１を通して治具台１２に設けられた孔部（丸孔）１３に挿通し、固定ボルト５に固定ナット６を締結して各挟持部材２を治具台１２に固定する。これにより、治具の設置作業が完了する。なお、上記設置作業の手順は一例であり、適宜変更可能である。例えば、予め各挟持部材２を治具台１２に対して固定ボルト５と固定ナット６で幅方向に移動可能な状態で仮固定しておいてから、各挟持部材２でフランジ部１０２ａを挟持し、その後に各挟持部材２を治具台１２に対して完全に固定してもよい。

また、締結ボルト３と締結ナット４とを締結する際、作業者の手又は工具が車幅方向内側に配置された挟持部材２の裏側に届きにくい場合は、図６に示すように、車幅方向内側に配置される挟持部材２に、締結部材（締結ボルト３又は締結ナット４）の回転を規制する回り止め部１４を設けてもよい。回り止め部１４は、縦板部７の長孔１０に沿って長孔１０の両側に設けられた一対の壁部材１５，１５で構成されている。

図７に示すように、一対の壁部材１５の間に締結部材の一方（締結ボルト３又は締結ナット４）を配置すると、その締結部材の回転が一対の壁部材１５によって規制される。なお、図７では、図２〜図５に示す締結ボルト又は締結ナットとは異なり、ワッシャが一体に設けられていない締結ボルト又は締結ナットを用いている。従って、一対の壁部材の間に締結部材の一方を配置し、その締結部材が配置された挟持部材をフランジ部に対して内側に配置することで、作業者は車体の下に手や工具を伸ばして締結部材の一方（内側に配置された締結部材）を回転しないように保持しなくても、締結部材の他方（外側に配置された締結部材）を外側から回転操作することで、これらの締結作業を行うことができる。また、図６に示すように、壁部材１５を縦板部７と横板部８の両方に連結するように設けることで、壁部材１５が補強部としての機能も兼ねることができるので、挟持部材２の強度の向上も図れるようになる。

さらに、図８に示すように、壁部材１５に、締結部材（締結ボルト３又は締結ナット４）が一対の壁部材１５の間から抜け出るのを防止する凸状の係止部１６を設けてもよい。これにより、締結ボルトと締結ナットの締結作業を行う際に、外側から装着される締結部材（例えば、締結ボルト）によって内側に配置されている締結部材（例えば、締結ナット）が押されたとしても、内側の締結部材が係止部１６に当たって抜け出ないので、締結作業がより一層行いやすくなる。

以上のように、本発明に係る剛性試験用治具は、一般的に車種によって厚さや配置が大きく異なるサイドメンバではなく、サイドメンバに比べて厚さや配置の差が少ないロッカーパネルのフランジ部を保持するので、車種ごとの拘束条件のばらつきが少なくなる。これにより、車種ごとに得られた剛性データの比較がしやすくなる。

また、一般的にロッカーパネルのフランジ部はサイドメンバよりも車体の幅方向外側に配置されているので（図１参照）、ロッカーパネルのフランジ部を治具で保持することにより、左右の拘束位置（保持位置）同士の間隔を大きく確保することができる。これにより、万が一、剛性試験時に車体に負荷された荷重によって拘束位置にずれが生じた場合であっても、サイドメンバを治具で保持する場合に比べて、そのずれに起因する車体の変位量への影響が小さくなるので、測定精度の向上が期待できる。

このように、治具によってロッカーパネルのフランジ部を保持することで、車種ごとの拘束条件のばらつきを低減して剛性データの比較を行いやすくすることができると共に、剛性データを精度良く得られるようにすることが可能である。しかし、板状のフランジ部は角筒状のサイドメンバに比べて強度が低い傾向にあるため、車体に荷重が負荷された際に拘束されているフランジ部が応力によって破損しないように注意が必要である。

そのため、上記実施形態に係る剛性試験用治具においては、フランジ部を挟持する部分を縦板部で構成し、その長さ方向と高さ方向の各寸法を十分に確保することで、フランジ部に対する治具の接触面積を大きくし、フランジ部に生じる応力を緩和するようにしている。このように、治具をフランジ部に対して広い範囲で接触する構成とすることで、フランジ部の破損を防止しつつ、車体を強固に拘束することが可能となる。

また、上記実施形態のように、治具を、縦板部と横板部とを有する断面Ｌ字形の挟持部材で構成することで、例えば、サイドメンバに設けられた孔部に挿入される軸状の治具に比べて、治具自体の強度が向上する。その結果、剛性試験時の応力による治具の変形や損傷を抑制することができる。また、治具の変形に伴う拘束位置のずれも抑制できるので、剛性の測定精度も向上する。

また、上記実施形態のように、締結ボルトを挿通する孔を高さ方向に延びる長孔１０（図２参照）とすることで、締結ボルトの締結位置を高さ方向で調整することが可能となる。これにより、車種に応じてロッカーパネルのフランジ部の突出量が変化しても、その突出量に応じて締結ボルトの高さ位置を調整することで、図３に示すように、各挟持部材２の上端部Ａをフランジ部１０２ａの根元部Ｂと同じ高さに配置しつつ、図４に示すように、締結ボルト３をフランジ部１０２ａの下端部に対して接触しないように極力近づけて配置することが可能である。これにより、フランジ部の変形や挟持部材の開きを抑制できるようになる。このように、締結ボルトの高さ位置を調整可能に構成することで、車種に応じてフランジ部の突出量が変化しても、フランジ部の変形や挟持部材の開きを抑制できるような条件で車体を拘束することが可能となる。

また、上記実施形態のように、固定ボルトを挿通する孔を幅方向に延びる長孔１１（図２参照）とすることで、車種に応じてフランジ部の幅が変化しても、その幅に応じて挟持部材の配置を幅方向（挟持方向）に変更し、各挟持部材を治具台に対して所望の位置で固定することができる。なお、上記実施形態では、一対の挟持部材の両方が治具台に対して固定位置を変更可能に構成されているが、一方の挟持部材のみが治具台に対して固定位置を変更可能に構成されていてもよい。

また、図６及び図７に示す実施形態のように、挟持部材２に、締結部材の回転を規制する回り止め部１４を設けたり、さらに、図８に示す実施形態のように、回り止め部１４に締結部材が抜け出るのを防止する係止部１６を設けたりすることで、作業者が車体の下に手や工具を伸ばして内側に配置された締結部材を保持しなくても締結作業を行うことができるようになる。これにより、締結作業の作業性が向上する上、作業の安全性も向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明に係る剛性試験用治具は、上述の実施形態に限らない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

１剛性試験用治具
２挟持部材
３締結ボルト
４締結ナット
５固定ボルト
６固定ナット
７縦板部
８横板部
９補強部
１０長孔
１１長孔
１４回り止め部
１６係止部
１００車体
１０２ロッカーパネル
１０２ａフランジ部

Claims

車体に荷重を負荷して車体の剛性を測定する剛性試験の際に車体を拘束する剛性試験用治具であって、
車体のロッカーパネルから下方へ突出するように設けられたフランジ部を保持することを特徴とする剛性試験用治具。