JP5237209B2 - 衝突試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、トラックのキャブの衝突試験を行う衝突試験装置に関する。

特許文献１または図１２に示すように、従来、トラック１の衝突試験は、キャブ３，フレーム５，荷台７を備えた実車完成状態で、トラック１の前面を衝突バリア９に衝突することで行われている。

特開平５−２０９８０６号公報

ところで、トラックの衝突試験では、キャブ強度の確認，エアバッグセンサ感度の検証と確認，乗員障害値の確認等が必要となるが、衝突速度は確認する項目によって異なる。

このため、夫々の衝突試験に対して車両が必要となり、開発費の増大，評価期間の長期化を招く等の問題があった。

しかし、フレーム付きキャブオーバー型トラックの実車衝突試験の現象を観察すると、フレームとキャブは独立した挙動を示すことが分かっており、エアバッグ開発，エアバッグセンサ感度の検証と確認，乗員障害値の確認をしていくには、キャブ単体の挙動を知ることができれば開発は可能である。

従って、実車を使わないで、キャブのみの台上試験手法を確立することで、従来、評価できなかった車体変形量や車体に伝わる加速度伝達の評価も可能となり、また、ステアリングホイールやステアリングコラムの変位量の評価等も可能となって、実車衝突車両台数の削減による開発費削減と開発評価期間の短縮が図れる。

本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、実車を使わず、キャブのみの台上試験手法を確立したトラックのキャブの衝突試験装置を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る衝突試験装置は、キャブの前部を前後方向へ移動可能に支持する前部支持手段、及びキャブの後部を固定して支持する後部支持手段を有する治具フレームと、前記治具フレームを載置する台車と、前記キャブの前方に配置される突起バリアと、前記台車を移動して前記突起バリアに前記キャブを衝突させる衝突手段と、前記台車の前方と前記突起バリアとに配置され、前記衝突手段の作動時に、前記キャブが搭載される車両のフレームの変形量だけ変形して突起バリアにキャブを衝突させる実車のフレーム変形量再現機構とを備えたことを特徴とする。

そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の衝突試験装置に於て、前記治具フレームに、荷台治具が前記キャブの後方に装着されていることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の衝突試験装置に於て、前記前部支持手段に支持されるキャブの前部は、該キャブの前側下部に配置されたフロントキャブマウンティング部材で、該フロントキャブマウンティング部材に、ステアリングギヤボックスを模したギヤボックス治具が取り付き、該ギヤボックス治具に、ステアリングコラムが取り付けられていることを特徴とする。

更に、請求項４に係る発明は、請求項１に記載の衝突試験装置に於て、前記前部支持手段に支持されるキャブの前部は、該キャブの前側下部に配置されたフロントキャブマウンティング部材で、該フロントキャブマウンティング部材に、ステアリングコラム取付ブラケットが取り付き、該ステアリングコラム取付ブラケットに、ステアリングコラムが取り付けられていることを特徴とする。

請求項１に係る衝突試験装置によれば、フレーム変形量再現機構が、実車のフレームの変形量に対応する量だけ変形してキャブを突起バリアに衝突させ、そして、キャブが突起バリアに衝突すると、キャブの前部を支持する前部支持手段が後方に移動しながらキャブが変形するため、実車に近い衝突を再現することが可能となる。
この結果、実車による衝突試験を行うことなく、キャブのみで発生加速度，キャブ変形，キャブ強度の確認，エアバッグセンサ感度の検証と確認，乗員傷害値の確認等、キャブの評価を容易，確実に行うことができ、実車衝突車両台数の削減による新型車開発費の減少や評価期間の短期化，業務効率の改善を図ることが可能となった。

更にまた、請求項２に係る発明によれば、突起バリアにキャブが衝突すると、キャブが後方に移動して荷台治具に衝突するため、キャブが荷台により受ける衝突ダメージを再現することができる。

そして、請求項３及び請求項４に係る発明によれば、衝突時のステアリングホイールやステアリングシャフト（ステアリングコラム）の挙動をシミュレーションすることができ、ドライバーの傷害値を計測することができることとなる。

請求項１及び請求項２の一実施形態に係る衝突試験装置の側面図である。 治具フレームの正面図である。 アタッチメントのスライド機構を説明するアタッチメントとキャブマウンティング部材の斜視図である。 実車のフレーム変形量再現機構の側面図である。 実車のフレーム変形量再現機構の平面図である。 図１の衝突試験装置に大きさの異なるキャブを搭載した状態を示す説明図である。 請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る衝突試験装置の側面図である。 治具フレームの正面図である。 ギヤボックス治具の全体斜視図である。 請求項１、請求項２及び請求項４の一実施形態に係る衝突試験装置の治具フレームの正面図である。 ステアリングコラム取付ブラケットの側面図である。 従来の衝突試験方法を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、請求項１及び請求項２の一実施形態に係る衝突試験装置を示し、衝突試験装置１１は、治具フレーム１３，台車１５，突起バリア１７，衝突機構１９，実車のフレーム変形量再現機構（以下「フレーム変形量再現機構」という）２１，荷台治具２３を有している。

治具フレーム１３は、試験すべきトラックのキャブＣを載置するもので、図１乃至図３に示すように治具フレーム１３の前側上部の左右に、キャブＣの左右の前側下部に配置されるフロントキャブマウンティング部材（以下、「キャブマウンティング部材」という）２５を支持するアタッチメント（前部支持部材：キャブマウンティング部材受け）２７が、治具フレーム１３の前後方向に移動可能に配置されている。

図２及び図３に示すようにアタッチメント２７は、側方に突出するフランジ２９が左右の下部に突設された断面逆Ｔ字状のブロック体からなり、治具フレーム１３の左右方向に前記フランジ２９が突出するように治具フレーム１３上の左右に配置されている。

そして、治具フレーム１３には、各アタッチメント２７の左右のフランジ２９を上方から押さえる２本宛の角材３１が、アタッチメント２７毎に治具フレーム１３の前後方向に架設されており、斯かる構造によって、アタッチメント２７が治具フレーム１３から浮き上がることなく治具フレーム１３の前後方向に移動可能となっている。そして、前記治具フレーム１３とアタッチメント２７の上下方向の幅（図２中、Ｔ）が、実車のフレームの上下方向の幅と一致している。

一方、治具フレーム１３の後側上部の左右には、キャブＣの後側下部に配置されるリヤキャブマウンティング部材３３を支持する断面矩形状のブロック体からなるアタッチメント（後部支持部材：リヤキャブマウンティング部材受け）３５が固定されている。

そして、前記治具フレーム１３は台車１５上に強固に固定されており、台車１５には、台車１５を前後方向に移動するための車輪３７が取り付けられている。

一方、図１に示すように突起バリア１７は直方体状に形成され、キャブＣの幅と略同一の幅を有している。そして、突起バリア１７はキャブＣの前方に配置されており、その前部が既存バリア３９に固定されている。また、突起バリア１７の下端は、前記アタッチメント２５より上方となるように配置されている。

衝突機構１９は、台車１５を移動して突起バリア１７にキャブＣを衝突させるもので、台車１３に一端が固定されたワイヤ４１と、該ワイヤ４１を前方に牽引するモータ，エンジン等の駆動手段４３で構成されている。

そして、台車１５の前方と既存バリア３９との間にフレーム変形量再現機構２１が設けられている。このフレーム変形量再現機構２１は実車のフレーム変形量を再現するもので、押圧部材４５と支持機構４７とからなり、押圧部材４５は１本のステーで、台車１５の先端に取り付くブラケット４９に前方に向けて固定されている。

一方、支持機構４７は、既存バリア３９に固定された基礎台５１に装着されており、図４及び図５に示すように上下方向に間隔を置いて配置される左右一対の支持部材５３，５５と、両支持部材５３，５５間に所定の間隔を開けて上下方向に配置された複数のローラ５７とで構成されている。そして、図示するように上下の支持部材５３，５５間に挟まれた左右のローラ５７間に鋼材５９が挿入，配置されており、衝突機構１９の作動時に、押圧部材４５が鋼材５９に衝突することにより、左右のローラ５７間に挿入された鋼材５９が二点鎖線で示すように変形して、突起バリア１７にキャブＣが衝突するようになっている。

前記鋼材５９の変形は、実車試験で得たフレームの変形量を鋼材５９の変形量に置き換えたもので、鋼材５９の断面寸法や本数、また、左右のローラ５７間に鋼材５９を挿入，配置させる位置等は、衝突速度より算出した基本変形量マップに基づいて選定する。そして、既述したようにキャブＣが突起バリア１７に衝突し、鋼材５９の変形と共に前記アタッチメント２７が後方にスライドすることで、実車に近い衝突が再現できるようになっている。

そして、治具フレーム１３上のキャブＣの後方となる位置に、荷台治具２３が固定されている。荷台治具２３の位置は、キャブＣが搭載される車両の荷台と同一の位置に変更可能とされており、荷台治具２１は、キャブＣが搭載される車両の荷台に対応した形状とされている。

本実施形態に係る衝突試験１１はこのように構成されているから、治具フレーム１３上にキャブＣを載置し、キャブＣのキャブマウンティング部材２５を前側のアタッチメント２７に支持し、キャブＣのリヤキャブマウンティング部材３３を後側のアタッチメント３５に支持することにより、治具フレーム１３へのキャブＣの設置が行われる。

そして、この状態から衝突機構１９を作動して台車１５を前方に牽引すると、図５に示すようにフレーム変形量再現機構２１の押圧部材４５が鋼材５９に衝突し、鋼材５９が実車のフレームの変形量に対応する量だけ変形してキャブＣが突起バリア１７に衝突する。

而して、斯様にキャブＣが突起バリア１７に衝突すると、キャブＣの前部を支持する前側のアタッチメント２７が後方に移動しながらキャブＣが変形し、また、キャブＣの後側が荷台治具２３に衝突する。

このように本実施形態に係る衝突試験装置１１は、治具フレーム１３にキャブＣを載置した状態で、衝突機構１９を作動して突起バリア１７にキャブＣを衝突させることによって実車に近い衝突が再現できると共に、突起バリア１７にキャブＣが衝突するとキャブＣの後側が荷台治具２３に衝突するため、キャブＣが荷台により受ける衝突ダメージも再現することができる。

従って、本実施形態によれば、実車による衝突試験を行うことなく、キャブＣのみで発生加速度，キャブ変形等を評価することが可能になると共に、キャブ強度の確認，エアバッグセンサ感度の検証と確認，乗員傷害値の確認が可能となり、この結果、キャブＣの評価を容易，確実に行うことができ、これにより実車衝突車両台数の削減による新型車開発費の減少や評価期間の短期化，業務効率の改善を図ることが可能となった。

図６は、前記衝突試験装置１１に、異なる大きさのキャブＣ-1を搭載した状態を示している。図１では中型のキャブＣが衝突試験装置１１に搭載され、図３では大型のキャブＣ-1が衝突試験装置１１に搭載されている。この場合、前記アタッチメント２７，３５を変更してキャブＣ-1に応じたアタッチメント２７-1，３５-1を使用することで各種大きさのキャブに対応することができる。また、キャブが搭載される車両のフレームが異なる場合には、前記鋼材５９に代えてそのフレームに対応した鋼材５９-1が使用される。

図７乃至図９は請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る衝突試験装置を示し、本実施形態に係る衝突試験装置は、前記衝突試験装置１１の構成に加え、更に、実車衝突試験でのステアリングコラム（ステアリングホイールからステアリングシャフト全体の総称）の移動量（変位量）を再現可能としたものである。
図８中、６１は実際のギヤボックスの外形形状を模して円筒状に形成されたギヤボックス治具で、実車のキャブの右側前部のキャブマウンティング部材に取り付くギヤボックスと同様、ギヤボックス治具６１は、取付ブラケット６３を介して治具フレーム１３の右側に配置されたキャブマウンティング部材２５に固定されている。

そして、図９に示すようにギヤボックス治具６１の上部に、ステアリングコラム取付ブラケット６５を介してステアリングコラム６７のステアリングシャフト６９が取り付けられている。前記ステアリングコラム取付ブラケット６５は、中央にステアリングシャフト６９の挿入側先端が挿着されるシャフト取付孔７１が形成され、その周囲に４つのボルト挿通孔７３が９０°の間隔を開けて形成されている。

一方、ギヤボックス治具６１の上部には、前記ボルト挿通孔７３に対応して４つのボルト取付ねじ孔７５が設けられており、これらのボルト挿通孔７３とボルト取付ねじ孔７５を用いて、前記シャフト取付孔７１にステアリングシャフト６９が取り付くステアリングコラム取付ブラケット６５をギヤボックス治具６１の上部にネジ止めすることで、実車と同様、キャブマウンティング部材２５にステアリングコラム７１が固定される。

そして、図７に示すように衝突試験時に前記ギヤボックス治具６１に突起バリア１７が衝突するように、突起バリア１７は前記衝突試験装置１１に比し下方に配置されている。

尚、図示しないが、本実施形態に係る衝突試験装置１１-1にも前記衝突機構１９を有している。その他、図７中、７７はステアリングホイールで、既述したようにステアリングホイール７７とステアリングシャフト６９とでステアリングコラム６７が構成されている。

そして、その他の構成は図１の実施形態と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。

本実施形態に係る衝突試験装置１１-1はこのように構成されており、実際のギヤボックスを模したギヤボックス治具６１が、実車と同様、キャブマウンティング部材２５に固定され、該ギヤボックス治具６１に、実車と同様、ステアリングコラム６７が取り付けられているから、実車に近い衝突が再現できるこの衝突試験装置１１-1によれば、ギヤボックス治具６１に突起バリア１７が衝突して変形することで、衝突時のステアリングホイール７７やステアリングシャフト６９（ステアリングコラム６７）の挙動をシミュレーションすることができ、ドライバーの傷害値を計測することができる。

従って、本実施形態によっても、前記実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能で、実車による衝突試験を行うことなく、キャブＣのみでキャブ強度の確認，エアバッグセンサ感度の検証と確認等を始め、ステアリングコラム６７の変位量を確認でき、実車衝突車両台数の削減による新型車開発費の減少や評価期間の短期化，業務効率の改善を図ることが可能である。

尚、ステアリングコラム６７のみの変位量を検証する場合には、荷台治具２３は不要であるが、図７の実施形態の如くキャブＣの変形量等を含めて全部を評価対象とする場合には、荷台治具２３を搭載した状態で衝突試験を行う。

図１０及び図１１は請求項１、請求項２及び請求項４に係る衝突試験装置の一実施形態を示し、本実施形態は、前記ギヤボックス治具６１と取付ブラケット６３に代え、前記突起バリア１７に対向するバリア受け面７９を形成した断面Ｌ字状のステアリングコラム取付ブラケット８１を、キャブマウンティング部材２５に直接固定して、該ステアリングコラム取付ブラケット８１のステアリングコラム取付面８３に、ステアリングシャフト６９を装着したものである。

尚、その他の構成は図１の実施形態と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。

本実施形態はこのように構成されており、本実施形態によっても、前記実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能で、バリア受け面７９に突起バリア１７が衝突してステアリングコラム取付ブラケット８１が変形することで、衝突時のステアリングホイール７７やステアリングシャフト６９の（ステアリングコラム６７）の挙動をシミュレーションすることができ、ドライバーの傷害値を計測することが可能である。

１１，１１-1・・衝突試験装置、１３・・治具フレーム、１５・・台車、１７・・突起バリア、１９・・衝突機構、２１・・フレーム変形量再現機構、２３・・荷台治具、２５，３３・・キャブマウンティング部材、２７，２７-1，３５，３５-1・・アタッチメント、２９・・フランジ、３１・・角材、３７・・車輪、３９・・既存バリア、４１・・ワイヤ、４３・・駆動手段、４５・・押圧部材、４７・・支持機構、５３，５５・・支持部材、５７・・ローラ、５９，５９-1・・鋼材、６１・・ギヤボックス治具、６３・・取付ブラケット、６５，８１・・ステアリングコラム取付ブラケット、６７・・ステアリングコラム、６９・・ステアリングシャフト、７１・・シャフト取付孔、７７・・ステアリングホイール、７９・・バリア受け面、８３・・ステアリングコラム取付面

Claims (4)

1. キャブの前部を前後方向へ移動可能に支持する前部支持手段、及びキャブの後部を固定して支持する後部支持手段を有する治具フレームと、
   前記治具フレームを載置する台車と、
   前記キャブの前方に配置される突起バリアと、
   前記台車を移動して前記突起バリアに前記キャブを衝突させる衝突手段と、
   前記台車の前方と前記突起バリアとに配置され、前記衝突手段の作動時に、前記キャブが搭載される車両のフレームの変形量だけ変形して突起バリアにキャブを衝突させる実車のフレーム変形量再現機構とを備えたことを特徴とする衝突試験装置。
2. 前記治具フレームに、荷台治具が前記キャブの後方に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の衝突試験装置。
3. 前記前部支持手段に支持されるキャブの前部は、該キャブの前側下部に配置されたフロントキャブマウンティング部材で、該フロントキャブマウンティング部材に、ステアリングギヤボックスを模したギヤボックス治具が取り付き、該ギヤボックス治具に、ステアリングコラムが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の衝突試験装置。
4. 前記前部支持手段に支持されるキャブの前部は、該キャブの前側下部に配置されたフロントキャブマウンティング部材で、該フロントキャブマウンティング部材に、ステアリングコラム取付ブラケットが取り付き、該ステアリングコラム取付ブラケットに、ステアリングコラムが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の衝突試験装置。

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