KR102294645B1 - 자동차 충돌 모의 시험 장치 - Google Patents

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Abstract

자동차 충돌 모의 시험 장치에 있어서 재현성을 향상 가능하게 한다. 수평한 전후 방향을 따라 이동 가능하게 지지되어 공시체를 탑재 가능한 스레드를 향해 피스톤 로드를 내미는 자동차 충돌 시험용 서보 액추에이터이며, 피스톤 로드가 삽입된 유체 실린더와, 해당 유체 실린더의 스레드측과 반대측에 접속되어, 유압 액추에이터에 공급하는 작동유를 축압하는 어큐뮬레이터와, 유체 실린더의 스레드측에 형성된 배출 포트에 마련되는 서보 밸브와, 피스톤 로드의 스레드측과 반대측의 단부에 충돌되어, 어큐뮬레이터측으로의 이동을 규제하고, 피스톤 로드의 어큐뮬레이터측의 이동 영역의 단부를 조정 가능한 위치 조정 기구를 구비한다.

Description

자동차 충돌 모의 시험 장치{DEVICE FOR AUTOMOBILE COLLISION SIMULATION TESTING}
본 발명은 자동차를 파괴하지 않고 충돌 시에 객실에 발생하는 가속도를 재현하고, 2차 충돌에 의한 탑승원의 상해 정도를 재현하는 자동차 충돌 모의 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 충돌 시험은 크래쉬양이나 객실의 잔존 공간량 등의 물리량과 탑승원 상해값을 평가하기 위한 실차 충돌 시험이 있지만, 실차에 더미를 태우고 소정의 속도로 배리어에 충돌시키는 방법은 파괴 시험이고, 많은 비용을 요한다. 그 때문에, 더미나 에어백 등을 탑재한 화이트 바디, 모의 차체 등을 대차 상에 설치하고, 이 대차에 대하여 실차 충돌 시와 거의 동일한 가속도를 부여함으로써, 공시체에 작용하는 충격도를 비파괴적으로 재현하여 탑승원 상해값을 평가하여, 에어백 등의 안전 장치를 개발하기 위한 자동차 충돌 모의 시험이 행해진다.
이와 같은 자동차 충돌 모의 시험 장치로서는, 예를 들어 하기 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 자동차 충돌 시뮬레이터에 있어서의 서보 액추에이터 장치에서는, 어큐뮬레이터에 축적·축압된 작동유에 의해, 유압 액추에이터의 피스톤을 공시체가 탑재되는 스레드를 향해 내밀기 가능하게 구성하고, 이 유압 액추에이터에 작동유가 직접 유입되도록 어큐뮬레이터를 접속하고, 유압 액추에이터로부터 유출되는 작동유를 제어하도록 서보 밸브를 접속함으로써 미터아웃 회로를 구성하고 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 수평한 전후 방향을 따라 이동 가능하게 지지되어 공시체를 탑재 가능한 스레드와, 해당 스레드를 향해 피스톤을 내밀기 가능한 유체 실린더와, 해당 유체 실린더의 후실측에 접속되는 어큐뮬레이터와, 유체 실린더의 전실측에 형성된 배출 포트에 마련되는 서보 밸브와, 실차 충돌 시험에서 얻어진 데이터에 기초하여 상기 피스톤의 내밀기 개시 위치를 설정하는 내밀기 개시 위치 설정 수단을 구비하는 자동차 충돌 모의 시험 장치가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2002-162313호 공보 일본 특허 공개 제2012-2699호 공보
특허문헌 2에 기재된 장치와 같이 개시 위치를 설정함으로써, 재현성을 높게 할 수 있지만, 개시 위치의 조정에 수고가 드는 경우가 있다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하는 것이고, 재현성을 보다 간단하게 향상시킬 수 있는 자동차 충돌 시험용 서보 액추에이터 및 자동차 충돌 모의 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수평한 전후 방향을 따라 이동 가능하게 지지되어 공시체를 탑재 가능한 스레드를 향해 피스톤 로드를 내미는 자동차 충돌 시험용 서보 액추에이터이며, 상기 피스톤 로드가 삽입된 유체 실린더와, 해당 유체 실린더의 상기 스레드측과 반대측에 접속되어, 상기 유체 실린더에 공급하는 작동유를 축압하는 어큐뮬레이터와, 상기 유체 실린더의 상기 스레드측에 형성된 배출 포트에 마련되는 서보 밸브와, 상기 피스톤 로드의 상기 스레드측과 반대측의 단부에 충돌되어, 상기 어큐뮬레이터측으로의 이동을 규제하고, 상기 피스톤 로드의 상기 어큐뮬레이터측의 이동 영역의 단부를 조정 가능한 위치 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 피스톤 로드는, 상기 스레드측의 수압 면적이, 상기 스레드측과는 반대측의 수압 면적보다도 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 위치 조정 기구는, 상기 피스톤 로드와의 접촉하는 충돌 부재와, 상기 충돌 부재를 상기 피스톤 로드의 이동 방향으로 이동시키는 볼 나사 기구를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 자동차 충돌 모의 시험 장치이며, 상기 어느 것에 기재된 자동차 충돌 시험용 서보 액추에이터와, 수평한 전후 방향을 따라 이동 가능하게 지지되어 공시체를 탑재 가능한 스레드를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 피스톤의 단부와 접하는 위치 조정 기구에 의해 피스톤의 내밀기 개시 위치를 조정하므로, 피스톤의 스레드와는 반대측으로의 이동을 억제하면서, 피스톤의 내밀기 개시 위치를 조정할 수 있기 때문에, 시험의 재현성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 본 실시 형태에 관한 자동차 충돌 모의 시험 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 있어서의 피스톤의 내밀기 개시 위치를 설정하는 설명도이다.
도 3은 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 의한 시험 방법을 나타내는 동작도이다.
도 4는 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 의한 시험 방법을 나타내는 동작도이다.
도 5는 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 의한 시험 방법을 나타내는 동작도이다.
도 6은 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 의한 시험 방법을 나타내는 동작도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 적합한 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 본 실시 형태에 관한 자동차 충돌 모의 시험 장치를 나타내는 개략 구성도, 도 2는 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 있어서의 피스톤의 내밀기 개시 위치를 설정하는 설명도, 도 3 내지 도 6은 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 의한 시험 방법을 나타내는 동작도이다.
본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 있어서, 도 1에 도시한 바와 같이, 스레드(11)는 소정 두께를 갖는 판재를 갖는 골조재이며, 평면으로 보아 전후 방향(도 1에서, 좌우 방향)으로 긴 직사각 형상을 이루고 있다. 바닥면(12)에는 소정 간격을 갖고 좌우 한 쌍의 레일(13)이 전후 방향을 따라 부설되어 있고, 스레드(11)가 하면에 고정된 슬라이더(14)를 통해 이 레일(13)을 따라 이동 가능하게 지지되어 있다.
이 스레드(11)는 상면에 공시체(15)를 탑재 가능하게 되어 있다. 이 공시체(15)는, 본 실시예에서는, 골격만을 갖는 자동차, 소위, 화이트 바디이고, 시트(15a), 스티어링(15b), 에어백(15c), 시트 벨트(15d) 등의 장비품이 장착됨과 함께, 더미(15e)가 장착되어 있다. 이 공시체(15)는 스레드(11)에 있어서의 소정의 위치에 적재되고, 도시하지 않은 고정구에 의해 고정된다.
또한, 여기서, 공시체(15)는 화이트 바디이고, 시트(15a), 스티어링(15b), 에어백(15c), 시트 벨트(15d), 더미(16e) 등을 포함하는 것이지만, 화이트 바디, 스티어링(15b), 에어백(15c), 시트 벨트(15d), 더미(16e)를 단체(單體)로 공시체라고 칭하는 경우도 있다.
또한, 본 실시예에서, 공시체(15)는 스레드(11) 상에 탑재되는 점에서, 이 공시체(15)인 자동차의 전방(도 1에서, 좌측 방향)을 스레드(11)의 전방이라고 하고, 공시체(15)인 자동차의 후방(도 1에서, 우측 방향)을 스레드(11)의 후방이라고 하여 설명한다. 또한, 공시체(15)인 자동차의 측방, 즉, 좌우 방향(도 1에서, 상하 방향)을 스레드(11)의 측방, 즉, 좌우 방향이라고 하여 설명한다.
스레드(11)의 전방측의 바닥면(12)에는 스레드(11)에 대하여 후방 가속도를 부여하는 가속도 장치로서의 발사 장치(21)가 설치되어 있다. 이 발사 장치(21)는 유압 제어(또는, 공압 제어, 마찰 제어 등) 가능하게 되어 있다. 이 발사 장치(21)는 유압 실린더(유체 실린더)(22)와, 어큐뮬레이터(23)와, 서보 밸브(24)와, 유압원(25)과, 제어 장치(26)를 갖고 있다.
또한, 본 실시예에서, 발사 장치(21)(유압 실린더(22))는 스레드(11) 상에 대하여 후방 가속도를 부여하는 점에서, 이 스레드(11)측을 발사 장치(21)의 전방(도 1에서, 우측 방향)이라고 하고, 스레드(11)와의 반대측을 발사 장치(21)의 후방(도 1에서, 좌측 방향)이라고 하여 설명한다.
즉, 스레드(11)의 전방측의 바닥면(12)은 단차에 의해 낮게 되어 있고, 이 낮은 바닥면(12)에 유압 실린더(22)가 설치되어 있다. 유압 실린더(22)는 중공 원통 형상을 이루는 실린더 본체(31)와, 이 실린더 본체(31)에 이동 가능하게 지지되는 피스톤(32)으로 구성되어 있다. 또한, 피스톤(32)은 실린더 본체(31)의 내주부에 이동 가능하게 끼워 맞추는 랜드(32a)와, 실린더 본체(31)의 중심 축심 방향으로 관통함과 함께 랜드(32a)에 접속되는 피스톤 로드(32b)로 구성되어 있다. 이 경우, 피스톤(32)(피스톤 로드(32b))은 후단부가 실린더 본체(31)부터 외부로 돌출되어 있다. 피스톤(32)의 후단부는 위치 조정 기구(80)와 접하고 있다. 또한, 피스톤(32)(피스톤 로드(32b))은 전단부가 실린더 본체(31)부터 외부로 돌출되고, 스레드(11)측으로 연장 돌출되어 있다. 그리고, 실린더 본체(31)와 피스톤(32)(피스톤 로드(32b)) 사이에는 시일 부재(34, 35)가 장착되어 있다. 이에 의해, 실린더 본체(31)로부터 돌출되어 있는 피스톤(32)과의 사이로부터의 작동유의 누설이 억제된다.
또한, 피스톤(32)(랜드(32a))은 실린더 본체(31) 내를 전후의 방 A, B로 구획하고 있지만, 랜드(32a)의 외주면과 실린더 본체(31)의 내주면 사이에 미소한 간극이 설정되어 있고, 미속에 의한 작동유의 유통이 가능하게 되어 있다. 또한, 전방의 방 A측의 랜드(32a)의 외경이, 후방의 방 B의 랜드(32a)의 외경보다 약간 작게 설정되어 있고, 랜드(32a)는 전방의 방 A측의 수압 면적이 후방의 방 B측의 수압 면적보다 크다. 그 때문에, 방 A, B에 동일한 압력의 유압이 공급되고 있을 때, 피스톤(32)(랜드(32a))은 후방(도 1에서 좌측 방향)측으로 가압되고 있다.
어큐뮬레이터(23)는, 도 1의 도시에서는 하나이지만, 유압 실린더(22)의 주위에 복수 배치되어 있다. 이 어큐뮬레이터(23)는 중공 원통 형상을 이루는 하우징(36)과, 이 하우징(36)에 이동 가능하게 지지되는 격벽(37)으로 구성되어 있고, 전단부가 유압 실린더(22)의 후방부에 고정되어 있다. 격벽(37)은 하우징(36) 내를 전후의 방 C, D로 구획하고 있고, 전방의 방 C가 연통로(38)를 통해 유압 실린더(22)의 후방의 방 B에 연통되어 있다. 또한, 후방의 방 D는 밀폐된 방이고, 불활성 가스로서의 질소 가스가 봉입되어 있다.
유압 실린더(22)는 후방부의 연통로(38)에 위치하고, 외부로부터 작동유를 공급 가능한 공급 포트(39)가 형성되어 있다. 따라서, 공급 포트(39)로부터 작동유를 공급함으로써, 유압 실린더(22)의 후방의 방 B, 전방의 방 A 및 어큐뮬레이터(23)의 전방의 방 C에 작동유를 충전 가능하고, 이때, 격벽(37)이 후퇴하여 후방의 방 D의 질소 가스가 압축됨으로써, 유압 실린더(22) 및 어큐뮬레이터(23)의 내부에 고압유를 축압 가능하게 된다.
또한, 유압 실린더(22)는, 도 1의 도시에서는 하나이지만, 전방부에 복수의 서보 밸브(24)가 장착되어 있다. 이 서보 밸브(24)는 밸브 개방도를 조정 가능한 전자 밸브이며, 중공의 케이싱(41)과, 이 케이싱(41) 내에 이동 가능하게 지지된 밸브체(42)와, 이 밸브체(42)를 이동 가능한 구동부(43)로 구성되어 있다. 서보 밸브(24)는 유압 실린더(22)의 전방의 방 A에 개구되는 배출구(44)와, 외부로부터 작동유를 공급 가능한 배출 포트(45)를 연통·차단 가능하게 되어 있다. 따라서, 구동부(43)에 의해 밸브체(42)를 폐지 위치로 이동하면, 배출구(44)와 배출 포트(45)를 차단할 수 있고, 구동부(43)에 의해 밸브체(42)를 개방 위치로 이동하면, 배출구(44)와 배출 포트(45)를 연통할 수 있고, 이때, 유압 실린더(22)의 전방의 방 A에 충전되어 있는 작동유를 배출 포트(45)로부터 외부로 배출할 수 있다.
또한, 유압 실린더(22)에서, 피스톤(32)에 있어서의 실린더 본체(31)로부터 돌출된 전단부에는 플랜지부(51)가 일체로 형성되어 있고, 이 플랜지부(51)가 실린더 본체(31)에 맞닿음으로써, 피스톤(32)의 후퇴 위치가 규정되어 있다.
유압원(25)은 수용 탱크(61), 공급 펌프(62), 냉각 장치(63) 등으로 구성되어 있다. 수용 탱크(61)는 배출 배관(64)을 통해 배출 포트(45)에 연결되어 있고, 유압 실린더(22)의 전방의 방 A 내의 작동유를 배출 포트(45)로부터 배출 배관(64)을 통해 회수 가능하다. 공급 펌프(62)는 공급 배관(65)을 통해 공급 포트(39)에 연결되어 있고, 수용 탱크(61) 내의 작동유를 공급 배관(65)으로부터 공급 포트(39)를 통해 유압 실린더(22) 및 어큐뮬레이터(23) 내에 공급 가능하다.
위치 조정 기구(80)는 피스톤 로드(32)의 후단, 스레드(11)측과는 반대측의 단부와 대면하여 배치되어 있다. 위치 조정 기구(80)는 시험 실행 시의 시험 개시 위치를 설정한다. 위치 조정 기구(80)는 지지대(82)와, 볼 나사(84)와, 충돌 부재(86)를 갖는다. 지지대(82)는 볼 나사(84)를 지지하고, 토대에 고정되어 있다. 지지대(82)는 볼 나사(84)를 회전시키는 구동 기구를 구비하고 있다. 볼 나사(84)는 지지대(82)에 회전 가능하게 지지되고, 피스톤 로드(32)의 이동 방향이 평행한 방향으로 연장되어 있다. 볼 나사(84)는 피스톤 로드(32)측의 단부에 충돌 부재(86)가 배치되어 있다. 볼 나사(84)는 지지대(82)에 마련된 구동부에 의해 회전됨으로써, 충돌부(86)와 지지대(82)의 거리를 신축시킨다. 충돌 부재(86)는 볼 나사(84)의 피스톤 로드(32)측의 단부에 고정되어 있다. 충돌 부재(86)는 두께가 변화되지 않는 강체로 제작되어 있음으로써, 피스톤 로드(32)와 볼 나사(84) 사이의 거리를 소정의 범위에서 유지할 수 있다.
제어 장치(26)는 서보 밸브(24)를 제어 가능하게 되어 있고, 운전 조작 장치(27)로부터의 조작 신호를 받아 서보 밸브(24)의 개폐 제어, 개방도 조정 제어를 실행한다. 또한, 제어 장치(26)는 위치 조정 기구(82)를 통해, 충돌 부재(86)의 위치를 제어함으로써, 시험 개시 시의 피스톤 로드(32)의 위치를 제어한다.
본 실시 형태의 발사 장치(21)는 서보 밸브(24)를 폐지하고, 또한 위치 조정 기구(80)에 의해 시험 개시 위치로 이동시킨 상태에서, 공급 펌프(62)에 의해 수용 탱크(61) 내의 작동유를 공급 배관(65)으로부터 공급 포트(39)를 통해 유압 실린더(22)의 각 방 A, B 및 어큐뮬레이터(23)의 전방의 방 C에 공급한다. 그러면, 이 유압 실린더(22)의 각 방 A, B 및 어큐뮬레이터(23)의 전방의 방 C가 가압되어, 소정의 고압 상태로 되면, 공급 펌프(62)의 작동을 정지한다. 그리고, 이 고압 상태에서, 서보 밸브(24)를 개방하면, 유압 실린더(22)의 전방의 방 A의 작동유가 배출 포트(45)로부터 배출 배관(64)을 통해 수용 탱크(61)로 회수됨으로써, 유압 실린더(22)의 피스톤(32)은 유압 실린더(22)의 후방의 방 B 및 어큐뮬레이터(23)의 전방의 방 C의 압력에 의해 전방(스레드(11)측)으로 내밀어질 수 있다.
그 때문에, 발사 장치(21)는 피스톤(32)의 선단이 스레드(11)의 전단부에 접촉한 상태에서, 피스톤(32)을 내밈으로써, 이 스레드(11)에 대하여 후방으로의 충격력, 즉, 가속도를 부여할 수 있다. 즉, 발사 장치(21)에 의해 스레드(11)에 후방 가속도를 부여하는 것은, 스레드(11) 상의 공시체(15)가 전방 충돌했을 때 전방 가속도를 받는 것과 동일한 형태로 되어, 모의적으로 자동차 충돌 사고를 발생시킬 수 있다.
자동차 충돌 모의 시험에서는, 상술한 바와 같이 유압 실린더(22) 및 어큐뮬레이터(23) 내를 고압 상태로 하고, 서보 밸브(24)를 개방하여 유압 실린더(22)의 전방의 방 A의 작동유를 배출함으로써, 피스톤(32)을 내밀어, 스레드(11)에 대하여 후방 가속도를 부여하여, 모의적으로 자동차 충돌 사고를 발생시킨다. 이 경우, 발사 장치(21)에 의한 피스톤(32)의 내밀기 스트로크는, 실차 충돌 시험에서 얻어진 데이터에 기초하여 설정되지만, 공시체(15)의 질량 등에 따라 변동된다. 예를 들어, 질량이 많은 공시체(15)는 피스톤(32)의 내밀기 스트로크가 길고, 질량이 적은 공시체(15)는 피스톤(32)의 내밀기 스트로크가 짧다.
한편, 자동차 충돌 모의 시험에서, 실차 충돌 시험에 가까운 높은 재현성을 확보하기 위해서는, 유압 실린더(22)의 전방의 방 A에 충전되는 작동유의 오일 기둥 강성을 높게 할 필요가 있고, 이 오일 기둥 강성은 랜드(32a)의 수압 면적, 랜드(32a)(피스톤(32))의 스트로크에 기인하고 있고, 하기 수식에 의해 구할 수 있다. 여기서, K는 오일 기둥 강성, A는 수압 면적, L은 스트로크, β는 작동유의 물성지(체적 탄성 계수)이다.
K＝(A/L)β
이 경우, 랜드(32a)의 수압 면적 A, 작동유의 물성지(체적 탄성 계수) β가 일정값인 점에서, 오일 기둥 강성을 높게 하기 위해서는, 랜드(32a)(피스톤(32))의 스트로크 L을 작게 하면 된다. 즉, 유압 실린더(22)에서, 랜드(32a)(피스톤(32))의 최대 스트로크는, 충돌 모의 시험을 실시 가능한 가장 질량이 큰 공시체(15)에 대하여 설정되어 있다는 점에서, 질량이 작은 공시체(15)에 대하여 충돌 모의 시험을 실시하는 경우에는, 랜드(32a)(피스톤(32))의 내밀기 스트로크는 짧아진다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 실차 충돌 시험에서 얻어진 데이터에 기초하여 피스톤(32)의 내밀기 스트로크를 설정하고, 이 내밀기 스트로크에 따라 피스톤의 내밀기 개시 위치를 설정한다. 구체적으로는, 실차 충돌 시험에서 얻어진 데이터에 기초하여 설정된 피스톤(32)의 내밀기 스트로크에 따라, 위치 조정 기구(80)에 의해 피스톤(32)을 초기 위치로부터 전진측으로 이동하여 내밀기 개시 위치에 정지시키고, 이 전진한 내밀기 개시 위치로부터 충돌 모의 시험을 실시하도록 하고 있다. 이 경우, 질량이 작은 공시체(15)는, 피스톤(32)의 내밀기 스트로크가 짧아진다는 점에서, 상술한 랜드(32a)(피스톤(32))의 스트로크가 단축되어, 오일 기둥 강성 K가 높아져, 자동차 충돌 모의 시험에 있어서의 높은 재현성을 확보할 수 있다.
상술한 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 의한 자동차 충돌 모의 시험 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에 의해 자동차 충돌 시험을 실시하는 경우, 사전에, 스레드(11)의 설계 데이터(중량이나 무게 중심 위치 등), 실차 충돌 시험에서 얻어진 충돌 시간에 대한 가속도 변화의 각 데이터로부터, 이 가속도의 시간적 변화(파형)를 재현할 수 있도록, 발사 장치(21)에 있어서의 유압 실린더(22)의 피스톤(32)의 내밀기 개시 위치(시험 개시 위치), 피스톤(32)의 내밀기 힘, 스레드(11) 상의 공시체(15)의 위치를 소정값으로 설정해 둔다.
이 경우, 실차 충돌 시험에서 얻어진 데이터에 기초하여 피스톤(32)의 내밀기 개시 위치를 설정한다. 이 실시예에서는, 실차 충돌 시험에서 얻어진 가속도 데이터에 기초하여 피스톤(32)의 내밀기 개시 위치를 산출한다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 실차 충돌 시험에서 얻어진 시간에 대한 가속도 G의 데이터가 부여되면, 이 가속도 G의 데이터를 적분함으로써 속도 V의 데이터를 산출하고, 이 속도 V의 데이터를 다시 적분함으로써 거리 L의 데이터를 산출한다. 여기서, 가속도 G의 데이터에서, 시간 t0에서, 가속도 G＝0으로 되기 때문에, 이 시간 t0에 대응하는 거리 L0이 유압 실린더(22)에 있어서의 피스톤(32)의 내밀기 거리(스트로크)로 된다. 이 경우, 도 1에 도시한 바와 같이, 유압 실린더(22)는 피스톤(32)의 초기 위치로부터 정지 위치까지의 최대 내밀기 스트로크 La가 설정되어 있다는 점에서, 피스톤(32)의 내밀기 개시 위치로부터 정지 위치까지의 내밀기 스트로크 L0이 설정되면, 피스톤(32)의 초기 위치로부터 피스톤(32)의 내밀기 개시 위치까지의 준비 스트로크 L1이 설정된다.
이와 같이 피스톤(32)의 준비 스트로크 L1과, 내밀기 스트로크 L0이 설정되면, 먼저, 도 1, 도 3에 도시한 바와 같이, 발사 장치(21)에 있어서의 유압 실린더(22)의 피스톤(32)을 플랜지부(51)가 실린더 본체(31)에 맞닿는 초기 위치에 정지시킴과 함께, 서보 밸브(24)를 폐지 상태로 한다. 이 상태에서, 오퍼레이터는 운전 조작 장치(27)에 의해 제어 장치(26)에 운전 신호를 출력하고, 공급 펌프(62)를 작동하여, 수용 탱크(61) 내의 작동유를 공급 배관(65)을 통해 공급 포트(39)로부터 유압 실린더(22) 및 어큐뮬레이터(23) 내로 공급한다.
그러면, 도 4에 도시한 바와 같이, 공급된 작동유에 의해, 유압 실린더(22)의 후방의 방 B와 어큐뮬레이터(23)의 전방의 방 C가 가압되고, 또한 유압 실린더(22)의 후방의 방 B의 작동유가 전방의 방 A로 이송하고, 이 후방의 방 B도 가압된다. 그리고, 어큐뮬레이터(23)의 후방의 방 D 내의 질소 가스는 각 방 A, B, C에 공급된 작동유에 의해 압축되고, 이 각 방 A, B, C의 작동유가 소정의 고압 상태로 되면, 공급 펌프(62)의 작동을 정지한다. 이때, 피스톤(32)은 방 A와 방 B의 압력이 동일해지므로, 위치 조정 기구(80)측으로 가압된다.
이어서, 이 상태로부터, 도 1, 도 4에 도시한 바와 같이, 오퍼레이터는 운전 조작 장치(27)에 의해 제어 장치(26)에 운전 신호를 출력하고, 위치 조정 기구(80)에 의해, 충돌부(86)의 위치를 이동시키고, 도 5에 도시한 바와 같이, 피스톤(32)을 스레드(11)측으로 이동시킨다. 설정된 피스톤(32)의 준비 스트로크 L1(내밀기 스트로크 L0)에 기초하여, 시험 개시 위치까지 피스톤(32)을 이동시킨다.
그리고, 제어 장치(26)는 피스톤(32)을 소정의 내밀기 개시 위치(시험 개시 위치)로 이동시킨 후, 도 6에 도시한 바와 같이, 서보 밸브(24)를 소정의 개방도로 개방하여, 유압 실린더(22)의 전방의 방 A 내의 작동유를 배출 포트(45)로부터 배출 배관(64)을 통해 수용 탱크(61)로 모두 배출 회수한다.
그러면, 유압 실린더(22)는 피스톤(32)을 전방으로 내밀어, 스레드(11)에 대하여 목표 전후 가속도(스레드(11), 공시체(15)에 있어서의 후방 가속도)를 부여하고, 충돌 시를 모의하는 가속도를 공시체(15)에 부여한다. 그러면, 스레드(11)는 부여된 목표 전후 가속도에 수반하여 소정 거리만큼 후방으로 이동한다. 이때, 피스톤(32)이 고속으로 전진함으로써 소정 거리(내밀기 스트로크 L0)가 증가하고, 스레드(11)를 고속으로 후퇴시킨다. 여기서, 스레드(11)의 속도 V가 고속으로 상승함과 함께, 가속도 G가 고속으로 상승하게 된다.
이와 같이 본 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치는 공시체(15)를 탑재 가능한 스레드(11)를 수평한 전후 방향을 따라 이동 가능하게 지지하고, 이 스레드(11)에 대하여 가속도를 부여 가능한 발사 장치(21)로서, 스레드(11)를 향해 피스톤(32)을 내밀기 가능한 유압 실린더(22)와, 유압 실린더(22)의 후방의 방 B측에 접속되는 어큐뮬레이터(23)와, 유압 실린더(22)의 전방의 방 A에 형성된 배출 포트(45)에 마련되는 서보 밸브(24)와, 피스톤 로드의 스레드측과 반대측(후방의 방 B)의 단부에 충돌되어, 어큐뮬레이터측으로의 이동을 규제하고, 피스톤 로드의 어큐뮬레이터측의 이동 영역의 단부를 조정 가능한 위치 조정 기구를 구비하고 있다.
자동차 충돌 모의 시험 장치는 위치 조정 기구(80)에 의해 피스톤 로드(32)를 스레드(11)측으로 이동시킴으로써, 내밀기 위치로 피스톤을 정확하게 이동시킬 수 있다. 구체적으로는, 위치 조정 기구(80)측으로 밀리는 피스톤 로드(32)가, 위치 조정 기구(80)의 충돌 부재(86)보다도 위치 조정 기구(80)측으로 이동하는 것을 방지함으로써, 피스톤 로드(32)의 위치를 높은 정밀도로, 소정의 위치로 지정할 수 있다. 또한, 위치 조정 기구(80)에 의해 물리적으로 피스톤 로드(32)를 이동시킨 상태에서, 내밀기를 개시할 수 있기 때문에, 서보 밸브의 개방도 제어에 의해 피스톤 로드(32)를 소정의 내밀기 위치까지 이동시키는 방법보다도 정밀도를 높게 할 수 있다.
또한, 위치 조정 기구(80)를, 피스톤 로드의 스레드측과 반대측(후방의 방 B)의 단부에 충돌한 상태에서 위치를 조정하는 기구로 함으로써, 임의의 타이밍에서 위치를 조정할 수 있다. 구체적으로는, 충돌 부재를 향해 피스톤 로드가 밀리고 있기 때문에, 충돌 부재의 이동에 맞추어 피스톤 로드를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 플랜지부(51)와 실린더 본체(31) 사이에 부재를 끼우는 경우는, 설치하는 타이밍이 제한되고, 또한 미세 조정이 어렵지만, 본 실시 형태의 위치 조정 기구(80)는 볼 나사(82)에 의한 구동을 높은 정밀도로 행함으로써, 임의의 타이밍에, 피스톤 로드의 위치를 조정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 작동유를 고압의 상태로 한 후, 위치 조정 기구(80)에 의해 피스톤 로드의 위치의 조정을 행하였지만, 위치 조정 기구(80)에 의해 피스톤 로드의 위치의 조정을 행한 후에, 작동유를 고압의 상태로 해도 된다.
또한, 자동차 충돌 모의 시험 장치는 실차 충돌 시험에서 얻어진 데이터에 기초하여 피스톤(32)의 내밀기 개시 위치가 설정됨으로써, 피스톤(32)의 내밀기 스트로크가 짧은 공시체(15)에 있어서는, 피스톤(32)의 내밀기 개시 위치를 전방측에 설정할 수 있고, 피스톤(32)의 내밀기 거리를 짧게 하여 오일 기둥 강성을 높일 수 있어, 자동차 충돌 모의 시험에 있어서의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 자동차 충돌 모의 시험 장치에서는, 제어 장치(26)는 실차 충돌 시험에서 얻어진 데이터에 기초하여 피스톤(32)의 내밀기 개시 위치를 산출하고 있다. 따라서, 자동차 충돌 모의 시험에 있어서의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 이 실시예에서, 발사 장치(21)의 피스톤(32)을 내밀기 개시 위치로 이동할 때, 유압 실린더(22) 및 어큐뮬레이터(23)에 작동유를 공급하여 행하였지만, 별도로 피스톤(32)을 이동하기 위한 장치를 마련하고, 이 장치에 의해 행해도 된다. 또한, 위치 조정 기구(80)에 위치 센서를 마련하고, 위치 센서의 검출 결과에 기초하여, 위치를 제어해도 된다.
또한, 상기 실시 형태의 자동차 충돌 모의 시험 장치에서는, 위치 조정 기구(80)로서, 볼 나사를 사용한 기구를 사용했지만, 직동 방향으로 이동시킬 수 있는 기계적 기구이면 되고, 볼 나사 기구에 한정되지 않는다.
11 : 스레드
15 : 공시체
21 : 발사 장치(스레드 가속도 장치)
22 : 유압 실린더
23 : 어큐뮬레이터
24 : 서보 밸브
25 : 유압원
26 : 제어 장치
27 : 운전 조작 장치
32 : 피스톤
80 : 위치 조정 기구

Claims (3)

  1. 수평한 전후 방향을 따라 이동 가능하게 지지되어 공시체를 탑재 가능한 스레드를 향해 피스톤 로드를 내미는 자동차 충돌 모의 시험 장치이며,
    상기 피스톤 로드가 삽입된 유체 실린더와,
    해당 유체 실린더의 상기 스레드측과 반대측에 접속되어, 상기 유체 실린더에 공급하는 작동유를 축압하는 어큐뮬레이터와,
    상기 유체 실린더의 상기 스레드측에 형성된 배출 포트에 마련되는 서보 밸브와,
    상기 피스톤 로드의 상기 스레드측과 반대측의 단부에 충돌되어, 상기 어큐뮬레이터측으로의 이동을 규제하고, 상기 피스톤 로드의 상기 어큐뮬레이터측의 이동 영역의 단부를 조정 가능한 위치 조정 기구와,
    제어 장치를 구비하고,
    상기 위치 조정 기구는, 상기 피스톤 로드와의 접촉하는 충돌 부재와, 상기 충돌 부재를 상기 피스톤 로드의 이동 방향으로 이동시키는 볼 나사 기구를 갖고,
    상기 제어 장치는, 실차 충돌 시험에서 얻어진 데이터에 기초하여, 상기 위치 조정 기구를 통해 상기 충돌 부재의 위치를 조정하고,
    상기 피스톤 로드는, 상기 위치 조정 기구에 충돌되는 단부가 상기 유체 실린더로부터 외부로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 충돌 모의 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 로드는, 상기 스레드측의 수압 면적이, 상기 스레드측과는 반대측의 수압 면적보다도 큰 것을 특징으로 하는 자동차 충돌 모의 시험 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    수평한 전후 방향을 따라 이동 가능하게 지지되어 공시체를 탑재 가능한 스레드를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 충돌 모의 시험 장치.
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