JP2021110580A - Collision test-purpose dolly - Google Patents
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Description
本発明は、衝突試験用台車に関し、特に、自動車のフロントエンド部における骨格部材であるフロントサイドメンバーとバンパーリンフォースの衝突性能を評価する前面衝突試験に用いる衝突試験用台車に関する。 The present invention relates to a crash test carriage, and more particularly to a crash test carriage used for a frontal collision test for evaluating the collision performance between a front side member which is a skeleton member and a bumper reinforcement in a front end portion of an automobile.
通常、自動車の衝突試験においては、実車の代わりに一定の速度及び重量による運動エネルギーを持った衝突体として衝突試験用台車が使用される場合が多い。衝突試験用台車を使用した衝突試験としてよく知られている例には、アルミハニカムを設置した衝突試験用台車を車両側面に対して衝突させる側面衝突試験、剛体壁を設置した衝突試験用台車を車両後方から衝突させる後面衝突試験等がある。このような衝突試験用台車を用いた衝突試験は、JNCAP(Japan New Car Assessment Program;自動車アセスメント)等の市販車の衝突安全性能を評価する標準試験方法として確立し、継続的に使用されている。 Usually, in a collision test of an automobile, a collision test trolley is often used as a collision body having kinetic energy at a constant speed and weight instead of an actual vehicle. Well-known examples of a crash test using a crash test trolley include a side collision test in which a collision test trolley with an aluminum honeycomb is made to collide with the side of the vehicle, and a collision test trolley with a rigid wall. There is a rear surface collision test in which the vehicle collides from the rear. Such a crash test using a crash test trolley has been established as a standard test method for evaluating the collision safety performance of commercial vehicles such as JNCAP (Japan New Car Assessment Program), and is continuously used. ..
自動車の衝突安全性能に関わる車体骨格部材の衝突性能評価においては、実車による衝突試験が実際の衝突事故時の現象を最も確度高く再現することができるとされている。しかしながら、実車による衝突試験は費用や工数が膨大となり、車体骨格部材単体の衝突性能の評価を繰り返し行うには最適とはいえない。また、実車による前面衝突試験では、バンパーからの衝突荷重を負担・伝達するフロントエンド部の車体骨格部材(フロントサイドメンバー/フレーム、フロントバンパーリンフォース等)が他の機能系部品類に囲まれているため、衝突過程でのフロントエンド部における車体骨格部材の変形状況を直接観察することは困難である。 In the collision performance evaluation of vehicle body skeleton members related to the collision safety performance of automobiles, it is said that a collision test with an actual vehicle can reproduce the phenomenon at the time of an actual collision accident with the highest accuracy. However, the collision test using an actual vehicle enormously requires enormous cost and man-hours, and is not optimal for repeatedly evaluating the collision performance of a single vehicle body skeleton member. In the frontal collision test with an actual vehicle, the vehicle body skeleton members (front side member / frame, front bumper reinforcement, etc.) of the front end that bears and transmits the collision load from the bumper are surrounded by other functional parts. Therefore, it is difficult to directly observe the deformation state of the vehicle body skeleton member at the front end portion in the collision process.
そこで、実車を用いずにフロントエンド部における車体骨格部材の衝突性能評価を行うための次善の方法として、例えば特許文献1に開示されているように、衝突性能評価の対象とする被試験体をフレームに搭載又は取り付けた衝突試験用台車をバリア等の衝突対象に衝突させ、該衝突試験用台車の持つ全運動エネルギーを被試験体に作用させて被試験体の衝突特性を測定する方法が挙げられる。 Therefore, as the next best method for evaluating the collision performance of the vehicle body skeleton member at the front end portion without using an actual vehicle, for example, as disclosed in Patent Document 1, the test piece to be evaluated for collision performance. Is a method of measuring the collision characteristics of a subject by causing the collision test trolley mounted or mounted on the frame to collide with a collision target such as a barrier and applying the total kinetic energy of the collision test trolley to the subject. Can be mentioned.
このように、実車におけるフロントエンド部の車体骨格部材の衝突性能評価を行うにあたり、図5に一例として示すように、フロントサイドメンバー3、クラッシュボックス5及びバンパーリンフォース7を有してなる試験体9を台車本体部11の前端部11aに取り付け、実車のフロントエンド部を模擬した簡易構造を有する衝突試験用台車41が用いられる。
As described above, in evaluating the collision performance of the vehicle body skeleton member of the front end portion in the actual vehicle, as shown as an example in FIG. 5, a test body including the
しかしながら、このような実車の内蔵物やエンジンに相当する部品類がない衝突試験用台車41(図5)を実車同等の衝突速度でバリアに衝突させる前面衝突試験を行うと、衝突試験用台車41のフレーム本体である台車本体部11やバリア及び計測機器を破損する可能性が高かった。特に、前面衝突試験の中でもオフセット前面衝突試験においては、オフセット衝突側に衝突荷重及び衝突エネルギーが集中するために、衝突速度の影響が特に大きかった。
そのため、このような衝突試験用台車41を用いて衝突試験を行うに際しては、衝突速度を下げざるを得なく、実車と同程度の衝突速度で衝突試験を行うことができる技術が望まれていた。
However, when a frontal collision test is conducted in which a collision test trolley 41 (FIG. 5), which does not have such internal components of the actual vehicle or parts corresponding to the engine, collides with the barrier at a collision speed equivalent to that of the actual vehicle, the
Therefore, when conducting a collision test using such a
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、実車のフロントエンド部、特に車体骨格部材であるフロントサイドメンバー及びバンパーリンフォースの衝突性能を評価するにあたり、実車と同程度の衝突速度でも台車本体部等の破損をさせず、フロントサイドメンバー及びバンパーリンフォースの変形過程を直接観察し、衝突性能を評価することができる衝突試験用台車を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is the same as that of the actual vehicle in evaluating the collision performance of the front end portion of the actual vehicle, particularly the front side member and the bumper reinforcement which are the body frame members. It is an object of the present invention to provide a collision test trolley capable of directly observing the deformation process of the front side member and the bumper reinforcement and evaluating the collision performance without damaging the trolley body even at a moderate collision speed. ..
上記課題を解決するために、発明者は、まず、実車による衝突試験と衝突試験用台車による衝突試験とを対比して検討した。 In order to solve the above problems, the inventor first compared the collision test with the actual vehicle and the collision test with the collision test trolley.
実車による衝突試験では、通常、試験対象とする実車(試験車両)を衝突させるバリアには相手方車両前部のクラッシャブル部位を模擬したアルミハニカムが設置されており、このようなバリアに試験車両を衝突させたときの衝突過程は、当該車両の有する運動エネルギー(衝突エネルギー)の吸収及び低減の観点から、以下の4つの段階を経て進行するとみなすことができる。 In a collision test using an actual vehicle, an aluminum honeycomb that simulates the crushable part of the front of the opponent's vehicle is usually installed on the barrier that collides with the actual vehicle (test vehicle) to be tested, and the test vehicle is placed on such a barrier. From the viewpoint of absorption and reduction of the kinetic energy (collision energy) of the vehicle, the collision process at the time of collision can be regarded as proceeding through the following four steps.
まず、第1段階として、バリアに設置されたアルミハニカムと試験車両前部のクラッシャブル部位との衝突及び変形により、衝突エネルギーは吸収されて低減する。この第1段階で吸収される衝突エネルギーは、一般的にあまり大きくなく、したがって、発生する減速度や衝撃も小さい。
次に、第2段階として、試験車両のフロントエンド部にバリアが侵入し、クラッシュボックスやラジエーターコア、エンジン前方にレイアウトされている補機類などが変形して衝突エネルギーを吸収する。
その後、第3段階として、バリアがさらに侵入してフロントサイドメンバーの変形に続くエンジン本体への衝突が起こり、衝突エネルギーが吸収される。
最後に第4段階として、フロントエンド部に侵入したバリアによりエンジンの脱落や破損、シャシーフレーム類の変形破損が起こる。そして、当該段階において試験車両の有する運動エネルギーの大部分は吸収・消失し、当該試験車両のキャビンへの衝撃伝達を最小限にとどめる。
First, as a first step, the collision energy is absorbed and reduced by the collision and deformation of the aluminum honeycomb installed on the barrier and the crushable portion in the front part of the test vehicle. The collision energy absorbed in this first stage is generally not very large, and therefore the deceleration and impact generated are also small.
Next, as the second step, the barrier invades the front end of the test vehicle, and the crash box, radiator core, auxiliary machinery laid out in front of the engine, etc. are deformed to absorb the collision energy.
After that, as a third step, the barrier further invades and a collision with the engine body occurs following the deformation of the front side member, and the collision energy is absorbed.
Finally, as the fourth step, the barrier that has penetrated the front end causes the engine to fall off or break, and the chassis frames to deform and break. Then, at this stage, most of the kinetic energy of the test vehicle is absorbed and lost, and the impact transmission to the cabin of the test vehicle is minimized.
一方、図5に示すような、実車のフロントエンド部を模擬した試験体9が取り付けられた衝突試験用台車41を用いた衝突試験においては、試験体9の各部材の衝突による変形を外部から直接観測する目的や試験効率を考慮し、実車に搭載されているエンジン本体を含む内蔵物を省略している。そのため、前述したように、実車による衝突試験での第2段階に相当する衝突エネルギーの吸収が十分に行われることはない。これにより、試験体9の内部にバリアが侵入し、実車の衝突試験における第3段階に相当する段階までフロントサイドメンバー3が変形した時点においても、衝突試験用台車41の有する運動エネルギーは未だ大きい。その結果、バリアはさらに試験体9の内部に侵入して、台車本体部11と直接衝突してしまう場合がある。
On the other hand, in a collision test using a
ここで、実車の衝突試験における第3段階に相当する段階までフロントサイドメンバー3が変形した時点において衝突試験用台車41の有する運動エネルギーを余剰エネルギーと称することとすると、衝突試験用台車41を用いた衝突試験においては、この余剰エネルギーを吸収する手段を設けない場合、バリアや測定機器、あるいは台車本体部が変形・破損する恐れが強いことを見出した。
Here, assuming that the kinetic energy possessed by the
そこで、発明者は、かかる検討に基づいて、この余剰エネルギーを吸収する手段を台車本体部11に設置し、試験体9の内部に侵入したバリアが台車本体部11に衝突する前に運動エネルギーを減じ又は消失させることにより、台車本体部11やバリアを保護することができるということに想到した。
本発明は、かかる検討に基づいてなされたものであり、その趣旨は以下のとおりである。
Therefore, based on this study, the inventor installed a means for absorbing the surplus energy in the bogie
The present invention has been made based on such studies, and the gist thereof is as follows.
(1)本発明に係る衝突試験用台車は、少なくとも前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバーと幅方向に延在して前記左右一対のフロントサイドメンバーの前端側を連結するバンパーリンフォースとを有してなる試験体と、該試験体が前端部に取り付けられた台車本体部と、を備え、所定の衝突速度でバリアに前面衝突させて前記試験体の衝突試験を行うものであって、
前記フロントサイドメンバーのエンジンマウント取付位置よりも後方に配置されるように前記台車本体部の前端部に取り付けられ、前面衝突により前記バリアが前記試験体の内部に侵入して該試験体の変形が前記エンジンマウント取付位置に達した時点における衝突試験用台車が有する余剰な衝突エネルギーを、前記バリアがさらに侵入する過程において吸収する余剰エネルギー吸収部品を、有することを特徴とするものである。
(1) The collision test trolley according to the present invention has a bumper reinforcement that connects at least a pair of left and right front side members extending in the front-rear direction and a pair of left and right front side members extending in the width direction to connect the front end sides. A test body having a hand,
It is attached to the front end of the trolley body so that it is arranged behind the engine mount mounting position of the front side member, and the barrier invades the inside of the test body due to a frontal collision, causing deformation of the test body. It is characterized by having a surplus energy absorbing component that absorbs the surplus collision energy of the collision test trolley at the time when the engine mount mounting position is reached in the process of further invading the barrier.
(2)上記(1)に記載のものにおいて、前記余剰エネルギー吸収部品は、管軸が前後方向になるように配置された複数の金属製パイプを有することを特徴とするものである。 (2) In the above description (1), the surplus energy absorbing component is characterized by having a plurality of metal pipes arranged so that the pipe axes are in the front-rear direction.
(3)上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記試験体における前記フロントサイドメンバーのエンジンマウント取付位置から前記バンパーリンフォース側に設置され、前面衝突により前記試験体の内側に前記バリアが侵入して該試験体の変形が前記エンジンマウント取付位置に達するまでの衝突エネルギーを吸収する衝突エネルギー吸収部品をも、有することを特徴とするものである。 (3) In the above (1) or (2), the front side member is installed on the bumper reinforcement side from the engine mount mounting position of the front side member in the test body, and the inside of the test body due to a frontal collision. It is also characterized by having a collision energy absorbing component that absorbs the collision energy until the barrier penetrates and the deformation of the test body reaches the engine mount mounting position.
本発明に係る衝突試験用台車においては、少なくとも左右一対のフロントサイドメンバーとその前端側を連結するバンパーリンフォースを有してなる試験体と、該試験体が前端部に取り付けられた台車本体部と、を備え、所定の衝突速度でバリアに衝突させて前記試験体の前面衝突試験を行うものであって、前記フロントサイドメンバーのエンジンマウント取付位置よりも後方に配置されるように前記台車本体部の前端部に取り付けられ、前面衝突により前記バリアが前記試験体の内部に侵入して該試験体の変形が前記エンジンマウント取付位置に達した時点における衝突試験台車が有する余剰な衝突エネルギーを、前記バリアがさらに侵入する過程において吸収する余剰エネルギー吸収部品を有することにより、実車による前面衝突試験と同等の衝突速度での前面衝突試験においても台車本体部やバリア等の破損を防止することができ、前記フロントサイドメンバーと前記バンパーリンフォースの変形状態を直接観察することができる。 In the collision test trolley according to the present invention, a test body having at least a pair of left and right front side members and a bumper reinforcement that connects the front end side thereof, and a trolley main body portion to which the test body is attached to the front end portion. The trolley body is provided so as to collide with a barrier at a predetermined collision speed to perform a frontal collision test of the test body, and is arranged behind the engine mount mounting position of the front side member. The surplus collision energy possessed by the collision test trolley at the time when the barrier is attached to the front end of the portion and the barrier penetrates into the inside of the test body due to a frontal collision and the deformation of the test body reaches the engine mount mounting position. By having the surplus energy absorbing component that is absorbed in the process of further invasion of the barrier, it is possible to prevent damage to the trolley body, the barrier, etc. even in the frontal collision test at the same collision speed as the frontal collision test with the actual vehicle. , The deformed state of the front side member and the bumper collision can be directly observed.
本発明の実施の形態に係る衝突試験用台車1に関して、図2に例を示すように、実車のフロントエンド部を模擬した試験体9が台車本体部11に取り付けられた衝突試験用台車1をバリア23にオフセット衝突させる衝突試験装置21により、実車によるオフセット前面衝突試験を模擬して試験体9の変形挙動を直接観察する場合を例として、以下に説明する。
Regarding the collision test trolley 1 according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the collision test trolley 1 in which the
本実施の形態に係る衝突試験用台車1は、図1に例を示すように、少なくともフロントサイドメンバー3とクラッシュボックス5とバンパーリンフォース7を有してなる試験体9と、台車本体部11と、を備え、所定の衝突速度でバリア23(図2参照)に衝突させて試験体9の前面衝突試験を行うものであって、台車本体部11の前端部11aに取り付けられた余剰エネルギー吸収部品13を有するものである。
As shown in FIG. 1, the collision test trolley 1 according to the present embodiment includes a
試験体9は、前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバー3と、フロントサイドメンバー3の前端に接続されたクラッシュボックス5と、クラッシュボックス5を介して幅方向に延在して左右一対のフロントサイドメンバー3の前端側を連結するバンパーリンフォース7とを有してなるものであり、実車におけるフロントエンド部の車体骨格構造を模擬したものである。
The
試験体9に用いる車体骨格部材や部品は任意に選択することができるが、実車による前面衝突試験において衝突荷重をキャビンに伝達するためのルートとなるフロントサイドメンバー3及びバンパーリンフォース7は最低限必要とする。
The vehicle body skeleton members and parts used for the
また、試験体9は、フロントサイドメンバー3の前端にクラッシュボックス5が取り付けられたものであることが好ましいが、クラッシュボックス5を必ずしも要するものではない。
そして、試験体9は、エプロン、アッパーメンバー、サスペンションタワー(スプリングハウス)等の周辺部品を必要に応じて付加したものとすることも可能である。
Further, the
The
台車本体部11は、その前端部11aに試験体9が取り付けられたものであり、図1に例示するように、試験体9のフロントサイドメンバー3の後端側が前端部11aに取り付けられる。
台車本体部11としては、実車の衝突試験を行う設備、例えば、ワイヤーにより牽引して加速・走行することが可能であり、実車に衝突させる衝突試験用台車(衝突台車、スレッド台車)を用いることができる。
The
As the trolley
余剰エネルギー吸収部品13は、フロントサイドメンバー3のエンジンマウント取付位置よりも後方に配置されるように台車本体部11の前端部11aに取り付けられたものであり、前端がエンジンマウント取付位置よりも後方に位置する。
そして、余剰エネルギー吸収部品13は、前面衝突によりバリア23が試験体9の内部に侵入して試験体9が変形し、該変形がエンジンマウント取付位置に達した時点における衝突試験用台車1が有する余剰な衝突エネルギー(前述の実車の衝突試験における第3段階に相当する時点で衝突試験用台車41の有する運動エネルギー)を、バリア23がさらに台車本体部11側に侵入する過程において吸収するものである。
The surplus
The surplus
ここで、試験体9の変形がエンジンマウント取付位置に達した時点とは、バリア23又はバリア23に衝突して変形したバンパーリンフォース7がエンジンマウント取付位置に到達した時点のことをいう。
そして、試験体9の変形がエンジンマウント取付位置に達した後は、余剰エネルギー吸収部品13において、その前端にバリア23又はバンパーリンフォース7が接触し、車体後方側に向かう衝突荷重が入力して余剰な衝突エネルギーを吸収する。
Here, the time when the deformation of the
Then, after the deformation of the
余剰エネルギー吸収部品13の一例としては、効率良く衝突エネルギーを吸収するために、図3に示すような、管軸が衝突試験用台車1の前後方向になるように配置された複数の金属製パイプ13aを有するものが挙げられる。
金属製パイプ13aは、その管軸方向に入力する衝突荷重に対して折り畳み変形(フォールディング)が生じることにより衝突エネルギーを吸収することができる。
As an example of the surplus
The
さらに、図2に示すようなオフセット衝突で発生する衝突試験用台車1の回転運動やバリア23との衝突により変形したバンパーリンフォース7との接触による様々な方向の応力に対して強度を保持できるように、複数の金属製パイプ13aが配置されている。
Further, the strength can be maintained against stress in various directions due to the rotational movement of the collision test trolley 1 generated in the offset collision as shown in FIG. 2 and the contact with the
なお、金属製パイプ13aの材質に限定はないが、入手性やコストを勘案して、アルミやスチール(鉄)とすることが好適である。
また、金属製パイプ13aの寸法(肉厚、径、長さ)は、所望する余剰エネルギーの吸収量を考慮して適宜決定することができる。
もっとも、金属製パイプ13aの長さが車体骨格部材(フロントサイドメンバー3、バンパーリンフォース7など)の変形過程に影響を与えないようにするため、前端に設けた金属パネル13bの前後方向における位置がフロントサイドメンバー3のエンジンマウント取付位置よりも前方とならないようにする必要がる。
The material of the
Further, the dimensions (thickness, diameter, length) of the
However, in order to prevent the length of the
また、図3に示す余剰エネルギー吸収部品13は、金属製パイプ13aの前端面及び後端面のそれぞれに金属パネル13b及び金属パネル13cが接合されている。そして、後端面側の金属パネル13cを台車本体部11の前端部11aに、例えばボルト固定することにより、余剰エネルギー吸収部品13を台車本体部11の前端部11aに取り付けることができる。
Further, in the surplus
以上、本実施の形態に係る衝突試験用台車1によれば、前面衝突により試験体9の変形がエンジンマウント取付位置に達した後に、バリア23がさらに侵入する過程において、余剰エネルギー吸収部品13が侵入してきたバリア23又はバンパーリンフォース7に接触して変形することで、試験体9の変形がエンジンマウント取付位置に達した時点における衝突試験用台車1が有する余剰な衝突エネルギーを吸収し、衝突速度を減じることができる。
As described above, according to the collision test trolley 1 according to the present embodiment, the surplus
これにより、バリア23の侵入が過大となるオフセット前面衝突試験であっても、衝突速度を減速せずに衝突試験を行い、実車による前面衝突試験により近い衝突速度でのフロントサイドメンバー3及びバンパーリンフォース7の変形状態を直接観察し、衝突性能を評価することができる。
As a result, even in the offset frontal collision test in which the
特に、図3に示すように、金属製パイプ13aを有する余剰エネルギー吸収部品13においては、前面衝突によりバリア23が試験体9内部に侵入した際に、個々の金属製パイプ13aが互いに干渉せずにフォールディング変形(折り畳み変形)することより、前述した実車による衝突過程の第4段階における衝突エネルギーの吸収挙動に近くすることができ、より効率良く余剰エネルギーを吸収することが可能となる。
In particular, as shown in FIG. 3, in the surplus
さらに、本実施の形態に係る衝突試験用台車1によれば、台車本体部11に取り付ける試験体9及び余剰エネルギー吸収部品13を交換することで、試験条件等を変更して試験体9の前面衝突試験を繰り返し行うことが可能となり、実車による前面衝突試験に比べて費用や工数を低減することができる。
Further, according to the collision test trolley 1 according to the present embodiment, the
本実施の形態に係る衝突試験用台車1は、エンジンの前方に設置される駆動系部品や機能系部品等といった内蔵物がないため、衝突過程での実車のフロントエンド部における車体骨格部材の変形過程を直接観察できるというメリットがある。 Since the collision test bogie 1 according to the present embodiment does not have built-in parts such as drive system parts and functional parts installed in front of the engine, deformation of the vehicle body skeleton member at the front end portion of the actual vehicle during the collision process. It has the advantage of being able to directly observe the process.
その一方で、上記のような実車の内蔵物は、実車の衝突時には衝突荷重の一部を分担して衝突エネルギーを吸収するため、衝突試験において実車に衝突させるバリアがエンジンルーム内に侵入するタイミングを遅らせたり、衝突速度を減速してエンジンルーム内へのバリアの侵入量を減少させるといった役割を担う。また、これら内蔵物のうちラジエーターコア(又はラジエーターモジュール)はフロントバンパー後方に近接して配置されているために、例えばオフセット前面衝突時には、エンジンルーム内へのバリアの侵入に対してエンジン前面とフロントバンパーとの間において衝突エネルギーを吸収し、バンパーリンフォースの局部変形や折損を抑制する効果が期待される。 On the other hand, the internal components of the actual vehicle as described above share a part of the collision load and absorb the collision energy at the time of the collision of the actual vehicle. It plays a role of delaying the collision speed and reducing the amount of barrier entry into the engine room by slowing down the collision speed. In addition, since the radiator core (or radiator module) of these built-in components is located close to the rear of the front bumper, for example, in the event of an offset frontal collision, the front of the engine and the front bumper are opposed to the intrusion of the barrier into the engine compartment. It is expected to have the effect of absorbing collision energy and suppressing local deformation and breakage of the bumper reinforcement.
そこで、衝突試験用台車1においても、実車のエンジンの前方に設置される駆動系部品や機能系部品等といった内蔵物による衝突エネルギーの吸収を模擬する衝突エネルギー吸収部品をさらに設けて衝突試験を行うことも考えられる。そして、このような衝突試験用台車をバリアに衝突させる前面衝突試験においては、前述した実車の前面衝突の第2段階と同様に、試験体とともに衝突エネルギー吸収部品が変形して衝突エネルギーを吸収する。 Therefore, the collision test trolley 1 is also provided with collision energy absorbing parts that simulate the absorption of collision energy by built-in objects such as drive system parts and functional parts installed in front of the engine of the actual vehicle, and the collision test is performed. It is also possible. Then, in the frontal collision test in which the collision test trolley collides with the barrier, the collision energy absorbing component is deformed together with the test body to absorb the collision energy, as in the second stage of the frontal collision of the actual vehicle described above. ..
しかしながら、たとえ衝突エネルギー吸収部品の変形により衝突エネルギーが吸収されたとしても、試験体の変形がエンジンマウント取付位置に到達した時点での余剰エネルギーを十分に低減するものではなく、バリアがさらに台車本体部側に侵入して台車本体部やバリア等を破損・変形させる場合がある。 However, even if the collision energy is absorbed by the deformation of the collision energy absorbing parts, the excess energy when the deformation of the test piece reaches the engine mount mounting position is not sufficiently reduced, and the barrier is further increased to the trolley body. It may invade the part side and damage or deform the trolley body or barrier.
そこで、本発明に係る衝突試験用台車の他の実施の形態としては、図4に例示するように、台車本体部11の前端部11aに取付けられた余剰エネルギー吸収部品13と、試験体9に設置された衝突エネルギー吸収部品15と、を有する衝突試験用台車31がある。
Therefore, as another embodiment of the collision test trolley according to the present invention, as illustrated in FIG. 4, the surplus
衝突エネルギー吸収部品15は、試験体9におけるフロントサイドメンバー3のエンジンマウント取付位置からバンパーリンフォース7側に設置され、前面衝突により試験体9の内部にバリア23が侵入してバリア23の変形がエンジンマウント取付位置に達するまでの衝突エネルギーを吸収するものであり、実車のラジエーターコア等の内蔵物による衝突エネルギーの吸収を模擬するものである。
The collision
ラジエーターコアは、通常、アルミ製の放熱板に冷却液が流れる細管が配設された構造であり、フロントサイドメンバー3やバンパーリンフォース7などの骨格部材と比較して変形強度は低い。そのため、衝突エネルギー吸収部品15は、衝突時に高い反力が発生しない構造とすることが望ましい。
The radiator core usually has a structure in which a thin tube through which a cooling liquid flows is arranged on an aluminum heat sink, and its deformation strength is lower than that of a skeleton member such as a
衝突エネルギー吸収部品15の寸法及び形状は、幅方向についてはクラッシュボックス5及びバンパーリンフォース7の取付ブラケットと干渉せず、高さ方向については衝突試験用台車1を走行させる床面と干渉しなければ、自由に設定することができる。
The dimensions and shape of the collision
もっとも、前面衝突試験においてはバンパーリンフォース7を介して試験体9の内部にバリア23が侵入することから、衝突エネルギー吸収部品15の形状及び寸法は、バンパーリンフォース7の高さ方向の寸法から大きく離れることは好ましくない。
However, in the frontal collision test, since the
また、図4に示す衝突試験用台車31において、衝突エネルギー吸収部品15は、バックアップ部材17に取り付けられている。
バックアップ部材17は、幅方向に延在し、左右一対のフロントサイドメンバー3の間に架設されたものであり、衝突エネルギー吸収部品15を固定して衝突時の反力を与える。
バックアップ部材17には、例えば、鋼製又はアルミ製の角管(コラム材)を用いることができる。もっとも、バックアップ部材17は、その曲げ断面強度がバンパーリンフォース7の強度と同等以上であれば、形状や板厚等に特段の制約はない。
Further, in the
The
For the
また、バックアップ部材17は、実車のフロントエンド部に搭載されたエンジン前面を想定したものであり、フロントサイドメンバー3におけるエンジンマウント取付位置に架設することが好ましく、例えば、ボルト固定により架設すればよい。このとき、バックアップ部材17とフロントサイドメンバー3との間にエンジンマウント(図示なし)を設けてもよいが、エンジンマウントは必ずしも要するものではない。
Further, the
このように、本実施の形態の他の態様に係る衝突試験用台車31によれば前面衝突によりバリア23が試験体9に侵入する際に、衝突エネルギー吸収部品15により試験体9がエンジンマウント取付位置まで変形する過程における衝突エネルギーを吸収するため、バンパーリンフォース7の極端な曲げ変形や折損破壊を抑制することができる。
As described above, according to the
これにより、バンパーリンフォース7の極端な曲げ変形の発生とバリア23の侵入が過大となるオフセット前面衝突試験であっても、実車のフロントエンド部における内蔵物による衝突エネルギーの吸収を模擬することができ、実車による前面衝突試験により近い衝突速度でのフロントサイドメンバー3及びバンパーリンフォース7の変形状態を直接観察し、より実車に近い衝突性能を評価することが可能になると期待できる。
As a result, even in an offset frontal collision test in which the occurrence of extreme bending deformation of the
なお、本発明に係る衝突試験用台車は、前述のとおり、衝突試験用台車に取り付けられた試験体の変形過程を直接観測することを目的とするものである。
そのため、本発明に係る衝突試験用台車を用いた前面衝突試験においては、実車の衝突試験を行う設備、例えば、衝突試験用台車をワイヤーで牽引して所定の衝突速度まで加速して走行させる設備を使用し、JNCAP等で規定されている各種衝突試験条件に準拠して行うことができる。
As described above, the crash test carriage according to the present invention aims to directly observe the deformation process of the test body attached to the collision test carriage.
Therefore, in the frontal collision test using the collision test trolley according to the present invention, equipment for performing the collision test of the actual vehicle, for example, equipment for pulling the collision test trolley with a wire and accelerating to a predetermined collision speed to travel. Can be performed in accordance with various crash test conditions specified by JNCAP, etc.
また、衝突試験用台車1又は31を前面衝突させるバリア23は、通常使用されるアルミハニカムは設置せず、図2に示すように、バリアバックアップ27に固定された固定壁23aと、固定壁23aの前面にマトリクス状に配置されてバリア23が受ける反力を測定する複数のロードセル23bと、ロードセル23bの前面に設けられた木製パネル23cと、を有するものが好ましい。
Further, as the
アルミハニカムをバリア23の最前面に設置しない状態で衝突試験を行うと、衝突試験用台車1又は31の試験体9がロードセル23bに直接衝突し、バリア23に局所的に過大な応力が発生してロードセル23bを破損する恐れがある。そこで、ロードセル23bの破損を防止するために、図2に示すように、バリア23の最前面にハニカムの代わりに木製パネル23cを設置するわけである。
When the collision test is performed without the aluminum honeycomb being installed in the foreground of the
もっとも、実車同士の衝突を想定してバリア23にアルミハニカムやバンパー樹脂部品などを取り付けた場合には、バリア23が試験体の内部に侵入するまでのエネルギー吸収や衝突速度が低下する。そこで、上記のようにバリア23の最表面にアルミハニカム等を設けずに衝突試験を行う場合には、実車同士の衝突において、相手側の車の変形による衝突エネルギーの低下や衝突速度の減速分を考慮して、NCAP(New Car Assessment Program)基準の試験速度から5〜20%程度減速した衝突速度とすることが妥当である。
However, when an aluminum honeycomb, a bumper resin component, or the like is attached to the
また、図2に示すように、衝突試験用台車1又は31をバリア23に前面衝突させる衝突試験においては、複数視野の高速度カメラ25が衝突地点周囲に配置されていることにより、衝突試験用台車1のバリア23への衝突過程及び試験体9におけるフロントサイドメンバー3やバンパーリンフォース7といった車体骨格部材の変形推移を同時に観察することができて好ましい。
Further, as shown in FIG. 2, in the collision test in which the
さらに、衝突試験用台車1又は31は、加速度計や回転角速度計等の各種センサーと、これらセンサーからのデータ収集のための機器(図示なし)を適宜搭載したものであってもよい。
Further, the
そして、前述のとおり、衝突試験用台車1又は31を用いた前面衝突試験では、試験体9に実車におけるエンジン等の内蔵物が少なく、試験体9の見通しが良いため、複数設置した高速度カメラ25により、上面・下面及び衝突の外側面からの同時観察が可能であり、ロードセル23bや各種センサーと同期して各種データの取得及び分析が可能となる。
As described above, in the frontal collision test using the
本発明に係る衝突試験用台車の具体的な実施例として、図2に示すように衝突試験用台車1をバリア23にオフセット衝突させ、小型乗用車を想定したフロントエンド部の車体骨格部材の衝突性能評価を行う場合について、以下に説明する。
As a specific example of the collision test trolley according to the present invention, as shown in FIG. 2, the collision test trolley 1 is offset-collided with the
衝突試験用台車1は、実車の側面衝突試験に用いる衝突試験用台車(図示なし)のフロント部からデフォーマブルバリア(アルミハニカム)を取り外したものを台車本体部11とし、その前端部11aに試験体9を取り付けたものとする(図1参照)。
The collision test trolley 1 is a trolley
試験体9には、フロントバンパーアッシー(バンパーリンフォース7及びクラッシュボックス5)と車体左側(LH側)及び車体右側(RH側)それぞれのフロントサイドメンバーアッシーの補給部品を入手し、これらをスポット溶接及びアーク溶接で組み立てたものを使用する。ここで、試験体9のフロントサイドメンバー3には、フロントサイドメンバーアッシーのフロント側ストレート部のみを切断したものを用いる。そして、切断したフロントサイドメンバー3の切断面にタブ板29をアーク溶接し、台車本体部11へのボルト取付部とする。
For the
余剰エネルギー吸収部品13は、図3に示すように、5本の金属製パイプ13aを一列に配置し、これらの前端面と後端面をそれぞれ金属パネル13b及び金属パネル13cで溶接したものとする。ここで、金属製パイプ13aには、外径150mm、肉厚3.2mm、長さ300mmの鋼管、金属パネル13b及び金属パネル13cには板厚5.0mのスチールプレートを用いる。
As shown in FIG. 3, in the surplus
このように製作された余剰エネルギー吸収部品13は、金属パネル13cを台車本体部11の前端部11aにボルト固定することにより取り付けられる。このとき、余剰エネルギー吸収部品13の前端側の金属パネル13bは、前後方向においてフロントサイドメンバー3のエンジンマウント取付位置よりも後方側に位置する。
The surplus
さらに、衝突試験用台車1には、加速度計(加速度センサー)や回転角速度計(ジャイロセンサー)を設置し、これら各種センサーからのデータ収集のための機器を搭載した。本実施例において、試験体9を取り付け、各種センサー及び機器類を搭載した後の衝突試験用台車1の総重量は640kgである。
Further, an accelerometer (accelerometer) and a rotational angular velocity meter (gyro sensor) were installed on the crash test trolley 1, and devices for collecting data from these various sensors were installed. In this embodiment, the total weight of the collision test trolley 1 after the
本実施例におけるオフセット前面衝突試験は、ワイヤー牽引式の実車衝突試験設備を用いて行い、バリア23を40%オーバーラップさせたレイアウトとし、衝突速度50km/hで衝突試験用台車1の右側をオフセット衝突させる方法とする。
The offset frontal collision test in this embodiment was performed using a wire-towed actual vehicle collision test facility, the layout was such that the
衝突地点の上方と側方に複数視野の高速度カメラ25を配置し、バリア23への衝突前後における試験体9の変形状況及び衝突試験用台車1の運動を撮影記録した。
High-
このように、本実施例に係るオフセット前面衝突における車体骨格部材の性能評価によれば、例えば、試験体9のうち、オフセット衝突側のフロントサイドメンバー3の一部を材料変更して試作したものに入れ替え、フロントサイドメンバー3の衝突性能に対する材料の影響を評価することができる。
As described above, according to the performance evaluation of the vehicle body skeleton member in the offset frontal collision according to the present embodiment, for example, a part of the
1 衝突試験用台車
3 フロントサイドメンバー
5 クラッシュボックス
7 バンパーリンフォース
9 試験体
11 台車本体部
13 余剰エネルギー吸収部品
13a 金属製パイプ
13b、13c 金属パネル
15 衝突エネルギー吸収部品
17 バックアップ部材
21 衝突試験装置
23 バリア
23a 固定壁
23b ロードセル
23c 木製パネル
25 高速度カメラ
27 バリアバックアップ
29 タブ板
31 衝突試験用台車
41 衝突試験用台車(従来技術)
1
Claims (3)
前記フロントサイドメンバーのエンジンマウント取付位置よりも後方に配置されるように前記台車本体部の前端部に取り付けられ、前面衝突により前記バリアが前記試験体の内部に侵入して該試験体の変形が前記エンジンマウント取付位置に達した時点における衝突試験用台車が有する余剰な衝突エネルギーを、前記バリアがさらに侵入する過程において吸収する余剰エネルギー吸収部品を、有することを特徴とする衝突試験用台車。 A test body having at least a pair of left and right front side members extending in the front-rear direction and a bumper reinforcement extending in the width direction to connect the front end sides of the pair of left and right front side members, and the test body. Is a crash test trolley that is provided with a trolley main body attached to the front end portion, and is subjected to a collision test of the test body by frontally colliding with a barrier at a predetermined collision speed.
It is attached to the front end of the trolley body so that it is arranged behind the engine mount mounting position of the front side member, and the barrier invades the inside of the test body due to a frontal collision, causing deformation of the test body. A crash test trolley having a surplus energy absorbing component that absorbs the surplus collision energy of the collision test trolley when the engine mount mounting position is reached in the process of further invasion of the barrier.
It is installed on the bumper energy side from the engine mount mounting position of the front side member in the test body, and the barrier invades the inside of the test body due to a frontal collision, and the deformation of the test body is moved to the engine mount mounting position. The collision test trolley according to claim 1 or 2, further comprising a collision energy absorbing component that absorbs collision energy until it reaches the point.
Priority Applications (1)
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JP2020001256A JP2021110580A (en) | 2020-01-08 | 2020-01-08 | Collision test-purpose dolly |
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