JP2813554B2 - 衝突ｇシミュレータ用分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車衝突Ｇシミュレ
ータのアクチュエータと模擬車体間の結合部に利用され
る分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車衝突Ｇシミュレータは、図
１３に示すように構成されている。即ち、床面上に固定
設置された反力壁２０に対してアクチュエータ２１を設
け、そのアクチュエータ出力軸２１ａに対向するように
模擬車両２２の加圧部２３を位置させている。

【０００３】上記模擬車両２２内の座席には、人体模型
２４が設置される。そして、上記アクチュエータ２１に
は、空気源２５が開閉バルブ２６及び空圧配管２７を介
して連結される。

【０００４】上記の構成において、シミュレーションを
行なう場合には、開閉バルブ２６を急激に開くことによ
り、空気源２５からの空気圧を空圧配管２７を通してア
クチュエータ２１に供給し、アクチュエータ出力軸２１
ａが模擬車両２２の加圧部２３に衝突させる。その時の
反力は反力壁２０で吸収する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の自動車衝突
Ｇシミュレータは、アクチュエータ出力軸２１ａと模擬
車両２２が分離しており、アクチュエータ出力軸２１ａ
を模擬車両２２の加圧部２３に衝突させる方式を用いて
いるため、Ｇ基本波の模擬程度が限界である。

【０００６】また、アクチュエータ出力軸２１ａと模擬
車両２２を結合した結合型として油圧サーボバルブを目
標Ｇが得られるように作動させることは可能であるが、
アクチュエータのストロークが長くなるために応答性が
悪くなり、結果として目標Ｇを得ることができない。本
発明はこれらの問題を解決することができる衝突Ｇシミ
ュレータの分離装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（第１の手段）本発明に係る衝突Ｇシミュレータ用分離
装置は、油圧式アクチュエータと模擬車体を有する自動
車等の衝突Ｇシミュレータにおいて、（Ａ）アクチュエ
ータの出力軸と模擬車体の間に設けた油圧式分離装置
と、（Ｂ）前記分離装置の作動用油圧の油圧源としての
アキュムレータと、（Ｃ）前記分離装置の制御装置と、
（Ｄ）前記アクチュエータを制御するサーボバルブおよ
び制御装置と、（Ｅ）前記分離装置の制御装置と、前記
アクチュエータの制御装置に制御信号を出力するシステ
ム制御装置を具備し、（Ｆ）前記分離装置は、ナット分
離用アクチュエータと、分離ナットと、分離信号線と、
ボルトと、電磁弁と、ピストンを具備し、（Ｇ）前記ピ
ストンの力により、分離ナットが分離し、ボルトによる
結合が解除されることを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係るピストン結合型油圧式分離
装置は、油圧式アクチュエータと模擬車体を有する自動
車等の衝突Ｇシミュレータにおいて、（Ａ）分離ナット
と、（Ｂ）分離ナットと被締結物を締結するボルトと、
（Ｃ）分離ナットと結合金具とを結合する結合軸と、
（Ｄ）前記結合軸と結合金具を介して分離ナットに結合
される油圧式アクチュエータを具備し、（Ｅ）前記分離
ナットは、分割ナットとピンにより構成され、（Ｆ）前
記分離ナットは、アクチュエータのピストンの力により
引抜かれることを特徴とする。 （第３の手段）本発明に係る慣性力型分離装置は、クチ
ュエータと模擬車体を有する自動車等の衝突Ｇシミュレ
ータにおいて、（Ａ）分離ナットと、（Ｂ）分離ナット
と被締結部を結合するボルトと、（Ｃ）分離ナットと結
合する分離ナット用慣性力型アクチュエータと、（Ｄ）
前記慣性力型アクチュエータを介して分離ナットに結合
されるアクチュエータを具備し、（Ｅ）前記分離ナット
は、分割ワッシャとピンとナット保持金具から成り、
（Ｆ）前記慣性力型アクチュエータは、おもりと、保持
金具と、結合金具とナット保持金具引抜用の軸と、引抜
き慣性力伝達用軸を具備することを特徴とする。

【０００８】

【作用】

（請求項１に係る発明の作用）図５の試験の流れに沿っ
て説明する。衝突Ｇ試験で、加力開始時点を基準時
“０”とする。

【０００９】Δｔ1 迄の間は目標Ｇに対する加力が模擬
車体Ａ１５にサーボ系Ａ５で実施される（Δｔ1 は約
０．１sec ）。Δｔ1 経過後はサーボ系Ａ５による加力
は不必要なので、ここでアクチュエータ出力軸Ａ８と模
擬車体Ａ１５間の結合を解除する。

【００１０】この分離信号は、制御装置Ａ１に内蔵され
たプロセッサＡ１−１０からナット分離制御装置Ａ３の
作動時間をΔ1 とし、電磁弁Ａ４−７およびナット分離
用アクチュエータＡ４−２から作動し分離ナットＡ４−
３が作動するまでの時間をΔ2 とすると、 ΔｔF ＝ｔ1 −（Δ1 ＋Δ2 ） に分離指定信号が出される。

【００１１】これにもとづき、ナット分離制御装置Ａ３
が作動し、ボルトＡ４−５を締付けている分離ナットＡ
４−３が分離し、ボルトＡ４−５による結合が解除され
る。アクチュエータ出力軸Ａ８は、そのストローク端で
停止し、模擬車体Ａ１５は慣性力により移動する。 （請求項２に係る発明の作用）アクチュエータ本体Ｂ２
−１に設けられた油圧供給路Ｂ２−４を通して、油圧を
供給することにより、図７に示すピストンＢ２−２が、
Ｘ軸方向に移動する。（アクチュエータ本体Ｂ２−１は
固定されているため。） ピストンＢ２−２には結合金具Ｂ９を介して、結合軸Ｂ
７が取付けられたナット保持金具Ｂ１−３が接続されて
いる。

【００１２】そのため、ナット保持金具Ｂ１−３は、分
離ナットＢ１−１から引抜かれる。分離ナットＢ１−１
は、拘束がなくなるため、バラバラになり、被締結物Ｂ
４−１、Ｂ４−２を締結していたボルトＢ３がその役目
をはたさなくなる。そのため、締結状態が解除される。 （請求項３に係る発明の作用）自動車の衝突Ｇ試験を例
に考える。

【００１３】分離継手Ｃ３の作動が間に合わず、又は作
動しなかった場合、加振機Ｃ１−１がストロークエンド
に被加振部Ｃ２を結合したまま衝突するのを防止するた
め、加振部Ｃ１に備えられたダンパ等により減速される
とする。

【００１４】この時約１トンの重量で１６ｍ／sec で運
動している被加振部Ｃ２を各部に損傷が発生しないＧに
なるように減速ストロークを設定するため、５cm（加振
機の減速ストロークを仮定）で速度零まで等加速度で各
部を破損せずに等加速度減速できた場合、約２６０Ｇの
加速度が６ｍsec 間作動することになる。

【００１５】この時、慣性力型アクチュエータＣ５のお
もりＣ５−１には２６０Ｇの速度がかかる。おもりの重
量を２０kgとすると、５２００kgのナット保持金具引抜
き力が発生する。

【００１６】ナット保持金具Ｃ６−３の引抜きに要する
力を１０００kgとすると、おもりは 加速度ａ＝（５２００−１０００）／２０Ｇ＝２１０Ｇ で引抜き方向に運動することになる。

【００１７】今、ナット保持金具Ｃ６−３が約半分の長
さ（１cm）抜けるとナットの機能・性能がなくなるとす
ると、１cm引抜くに要する時間は ｔ2 ＝２／２１０Ｇ、ｔ＝３×１０^-3sec ＝３ｍsec ＜
６ｍsec となり、加振機Ｃ１−１のストロークエンドに達する前
にナットの機能・性能を解除することができる。

【００１８】

【実施例】

（第１実施例）本発明の第１実施例を図１〜図６に示
す。図１は自動車衝突Ｇシミュレータの全体構成例を示
す。

【００１９】本シミュレータは図５に示す目標Ｇを模擬
車体Ａ１５に与え、その時人体模型Ａ１６に発生する諸
量等を計測する。図５に示す如く、目標ＧはＧ基本波の
上に高周波の振動的Ｇが、Δｔ1 まで加わり、それ以後
は“０”Ｇの状態で試験開始後Δｔ2 で終了する。この
間に必要なデータ計測を行なう。

【００２０】この状態をシミュレートする手段として、
Δｔ1 までは模擬車体Ａ１５とアクチュエータＡ６の出
力軸Ａ８を油圧式分離継手Ａ４と連結軸Ａ１４により結
合し、加力し、それ以後は、油圧式分離継手Ａ４で模擬
車体Ａ１５を切離してしまう。

【００２１】こうすることにより、アクチュエータスト
ロークを短くし、圧縮性等による応答性能の低下を押さ
えることが可能になる。まず図１の油圧式分離継手Ａ４
に、分離ナットＡ４−３（図２参照）を１個使用した場
合を例に説明する。

【００２２】複数回使用の場合は、ナット分離用アクチ
ュエータＡ４−２および、これを制御するための電磁弁
Ａ４−７、分離信号線Ａ４−４、油圧配管Ａ４−８、Ａ
４−９が分離ナットＡ４−３の数に対応して変化する。

【００２３】図２に示す如く、分離ナットＡ４−３は、
継手本体Ａ４−１を、ボルトＡ４−５を使用し、がっち
り結合している。継手本体Ａ４−１には、バカ穴が開い
ており、左右の継手本体Ａ４−１の中心軸の多少のズレ
は吸収できるようになっている。

【００２４】ボルトＡ４−５に無理な曲げ応力等が発生
しないように、この例ではアクチュエータ側に自動調心
型の軸受けを装備したトラニオン軸受Ａ１０でトラニオ
ン軸Ａ９を受けると共に、模擬車体側でも自動調心型の
軸受を装備した左右回転軸Ａ１３を設けてある。（分離
ナットＡ４−３、ナット分離用アクチュエータＡ４−２
の作動に影響を与えないような機構であれば、何でも良
い。） なお、この左右回転軸Ａ１３には分離後、連結軸が左右
に大きく振れないよう、ストッパを必要に応じて設け
る。

【００２５】図１の状態にもとずき、衝突Ｇシミュレー
タの試験開始から終了までの状況を考えると、次のよう
になる。図１に示す如く、本シミュレータはシステム制
御装置Ａ１に試験開始入力信号を入れると（例えばスタ
ートスイッチをＯＮする）、図６に示す如く、プロセッ
サＡ１−１０が作動し、ある規定されたタイミングで、
サーボ系指令信号Ａ１−１１からサーボ系Ａ５に衝突Ｇ
指令信号を出力する。

【００２６】この試験開始時点を、時間基準の“０”と
する。信号はサーボ系指令信号線Ａ１−１を通り、サー
ボ系制御装置Ａ２に入り、制御用配線Ａ２−１を通り、
サーボバルブＡ７に入力される（制御用配線Ａ２−１に
はサーボ系利制御に必要なフィードバック用の配線も含
めて書いてある）。

【００２７】サーボバルブＡ７は、油圧供給装置Ａ１１
から油圧配管Ａ１２により供給される油を制御し、図５
に示すＧ基本波形を実現させる。一方、図６に示すプロ
セッサＡ１−１０は、図５に示すナット分離制御装置Ａ
３の作動時間Δ1 のあいだ、電磁弁Ａ４−７が作動し、
ナット分離用アクチュエータＡ４−２が作動し、分離ナ
ットＡ４−３が分離するまでの時間をΔ2 とすると、時
間基準“０”より ΔｔF ＝Δｔ1 −（Δ1 ＋Δ2 ） 経過した時点で、分離ナットＡ４−３の分離指令信号を
発信する。

【００２８】この指令は、ナット分離制御装置Ａ３に分
離指令信号線Ａ１−２を通して入力される。この指令に
もとづき分離信号線Ａ４−４を通して電磁弁Ａ４−７が
作動する。

【００２９】図４に分離継手の油圧系統図を示す。アキ
ュムレータＡ１７に蓄圧された油は、油圧供給管Ａ４−
９により電磁弁Ａ４−７に供給され、油圧配管Ａ４−８
でナット分離用アクチュエータＡ４−２に供給される。

【００３０】図４に示すストップバルブＡ４−１２はア
キュムレータの油の供給を停止、又は分離用アクチュエ
ータＡ４−２の油圧系エア抜き時に減圧用として使用す
る。ナット分離用アクチュエータＡ４−２に集まったエ
アは、エア抜き路Ａ４−２９を通り、外部に油と共に排
出され、エア抜き完了後、盲蓋Ａ４−３０にて密閉す
る。

【００３１】圧力計Ａ４−１４はアキュムレータＡ１７
の残留油圧を表示する。チェック弁Ａ４−１３はアキュ
ムレータＡ１７に給油するのに使用する。分離信号線Ａ
４−４を通し、電磁弁Ａ７に分離指令が与えられると、
図４の電磁弁Ａ４−４は中立状態から油圧供給状態へ
（下へ）切り換り、アキュムレータＡ１７の高圧油がナ
ット分離用アクチュエータＡ４−２に供給される。

【００３２】次に図３により、ナット分離用アクチュエ
ータＡ４−２および分離ナットＡ４−３の作用について
説明する。まず、分離ナットＡ４−３はアクチュエータ
Ａ４−２のボディＡ４−２１の植込みボルトＡ４−２３
にナット、ワッシャＡ４−３３で、がっちり固定されて
いる。この時、ボディ支持部Ａ４−２４は、継手本体Ａ
４−１にバカ穴Ａ４−３８を介しボルトＡ４−１１であ
る範囲移動できる程度に取付けてある。継手本体Ａ４−
１をボルトＡ４−５、ワッシャＡ４−６とボディＡ４−
２１と結合された分離ナットＡ４−３で締結する。

【００３３】ボディＡ４−２１で無理な力が加わらない
状態の所でボルトＡ４−１１を締め込み、継手本体Ａ４
−１にボディ支持部Ａ４−２４を固定する。この時、ボ
ディ支持部Ａ４−２４と、継手本体Ａ４−１の結合面に
傾き等のため、隙間が生じた場合は、シムＡ４−３４を
使用しガッリチ固定する。

【００３４】電磁弁Ａ４−７から、ナット分離用アクチ
ュエータＡ４−２に供給された油は、配管Ａ４−８を通
り、給油口Ａ４−２６を送り込まれる。その油は給油路
Ａ４−２５を通り、ボディＡ４−２１に入りピストンＡ
４−２０を加圧する。ピストンＡ４−２０は油圧により
少し押し出されボルトＡ４−５を押す。ボルトＡ４−５
は分離ナットＡ４−３でがっちり固定されたいるため、
ボディＡ４−２１に固定金具Ａ４−２３で固定されてい
る。アクチュエータエンドＡ４−２５に右方向にボディ
Ａ４−２１を移動させる力が働く。ボディＡ４−２１
は、ボディ支持部Ａ４−２４の摺動部Ａ４−２７に導か
れて、分離ナットＡ４−３を引抜く方向に移動する。摺
動部Ａ４−２７はボディＡ４−２１が低摩擦で動くよう
に潤滑するとかベアリングを使用してある。ボディＡ４
−２１が軸方向に移動するようガイドの役割を持ってい
る。アクチュエータエンド（シリンダエンド）Ａ４−２
２は、図３に示す如く中心分に油路を持つ構造で、ボデ
ィ支持部Ａ４−２４の給油路Ａ４−２５と継がってお
り、ボディＡ４−２１の動きに対応して油路の長さを調
節する機能を有している。又、ピストンＡ４−２０と接
触部は接触面積が小さくなるよう、接触面に溝等を設け
油が入り易くし、離れ易いような構造になっている。ピ
ストンＡ４−２０はキャップシールＡ４−３５等を使用
し、低摩擦化を図ると共にピストンをガイドしている。
アクチュエータエンド（シリンダエンド）の部分の摩擦
も小さくするよう配慮してある。

【００３５】又、ボディＡ４−２１には、ボディＡ４−
２１が右方向に移動する時、ピストンＡ４−２０の出力
軸側の部屋の空気が抜け易いよう、エア抜きＡ４−３１
が設けてある。同ようにボディ支持部Ａ４−２４にも、
ボディＡ４−２１が右方向に移動した時、ボディ支持部
内の空気が抜け易いようにエア抜きＡ４−３１が設けて
ある。

【００３６】ボディＡ４−２１には、ボディ支持部Ａ４
−２４から抜け出さないよう、ストッパＡ４−２８を、
ストッパ取付用穴Ａ３−３７から取り付けられるように
なっている。

【００３７】又、油がもれないように、アクチュエータ
エンド（シリンダエンド）Ａ４−２２、給油路Ａ４−２
５には、シールＡ４−３６が組込まれている。分離ナッ
トＡ４−３は、分割ナットカバーＡ４−３９の中に、分
割ナットＡ４−４０が組込まれ、ナットとしてトルクが
加わる場合、両者間で滑りが生じないよう、ピンＡ４−
４１が打ち込まれている。分割ナットカバーＡ４−３９
は、フランジを持っており、そのバカ穴を使用してボデ
ィＡ４−２１と結合されている。

【００３８】分割ナットカバーＡ４−３９は、軸方向に
引っ張ると抜けるようになっており、これが抜けること
により、分割ナットＡ４−４０はばらばらになり、ナッ
トとしての役割を終了する。

【００３９】試験終了後、電磁弁Ａ４−７を切換え、ナ
ット分離用アクチュエータＡ４−２内の油圧を、油排出
配管Ａ４−１０を通し、大気圧に落とす。分離ナットＡ
４−３をボディＡ４−２１に固定している。ナットＡ４
−３３をゆるめ取外す。

【００４０】ボディＡ４−２１は、ボディ支持部Ａ４−
２４に対し、軸方向の移動、軸周りに自由に回転できる
ので、作業しやすい所に分離ナットＡ４−３を移動でき
る。この時、ストップバルブＡ４−１２は閉じておく。

【００４１】次の試験を行なう場合、新しい、分離ナッ
トＡ４−３で、ボルトＡ４−５を締め込みボディＡ４−
２１と結合する。この時ピストンＡ４−２０はアクチュ
エータエンドＡ４−２２の方に引き込まれた状態になっ
ている。電磁弁Ａ４−７を切換え、分離アクチュエータ
Ａ４−２に、給油できるようにし、エア抜き用の盲蓋Ａ
４−３０を外し、ストップバルブＡ４−１２を少し開き
油を流す等して、エア抜きを行ない盲蓋Ａ４−３０をす
る。

【００４２】電磁弁Ａ４−７を、中立位置に切換え（図
４の状態）、ストップバルブＡ４−１２を全開にすれ
ば、ナット分離用アクチュエータＡ４−２、および分離
ナットＡ４−３は準備完了となる。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図７に示す。

【００４３】図７はピストン結合型油圧式分割ナットを
使用して被締結物Ｂ４−１、Ｂ４−２を結合している状
態の例を示す。ピストン結合型油圧式分割ナットは、分
離ナットＢ１およびアクチュエータＢ２の間を軸Ｂ７お
よび結合金具Ｂ９で構成されている。

【００４４】分離ナットＢ１は分離ナットＢ１−１、ピ
ンＢ１−２およびナット保持金具Ｂ１−３により構成さ
れている。ナット保持金具Ｂ１−３は例えば４分割され
た分離ナットＢ１−１をナットとしての機能・性能を発
揮させるための保持金具であり、ピンＢ１−２は分離ナ
ットＢ１としてボルトＢ３を締付ける時、分離ナットＢ
１−１とナット保持金具Ｂ１−３がＸ軸回りに滑らない
ように、かつＸ軸方向にはナット保持金具Ｂ１−３が滑
って分離ナットＢ１−１から抜けるように挿入されてい
る。

【００４５】アクチュエータＢ２はアクチュエータ本体
Ｂ２−１、ピストンＢ２−２、エンド金具Ｂ２−３によ
り構成されている。アクチュエータ本体Ｂ２−１は、ボ
ルト用バカ穴Ｂ２−１０を使用して、図７のように外部
に固定される。

【００４６】結合金具Ｂ９は、金具本体Ｂ９−１、ボル
トＢ９−２、ナットＢ９−３およびワッシャＢ９−４よ
り構成されており、軸Ｂ７およびピストンＢ２−２の間
を結合している。

【００４７】軸Ｂ７の一端は、ナット保持金具Ｂ１−３
にネジ結合され、ナットＢ６によりゆるみ止めが施され
ている。又、他端には、自動調心型ベアリングＢ８が設
けられている。一方、アクチュエータＢ２のピストンＢ
２−２の出力端にも同ように自動調心型ベアリングＢ８
が設けられており、軸Ｂ７とピストンＢ２−２の間でＸ
軸に対し、多少のズレが生じたとしても結合金具Ｂ９
で、がっちり結合可能なようになっている。結合金具Ｂ
９のボルトＢ９−２は平行に使用する場合を図示してい
るが、９０°位相を変えたものを使ってもよい。分離ナ
ットＢ１のセットは、まず、被締結物Ｂ４−１、Ｂ４−
２をボルトＢ３、ワッシャＢ５および分離ナットＢ１で
締付ける。この時、分離ナットＢ１には、軸Ｂ７がナッ
トＢ６で固定された状態とする。一方、アクチュエータ
Ｂ２のピストンＢ２−２には、結合金具Ｂ９の金具本体
Ｂ９−１がボルトＢ９−２、ナットＢ９−３で結合され
ている。分離ナットＢ１をセット完了した時の軸Ｂ７
と、金具本体Ｂ９−１を結合するため、金具本体Ｂ９−
１をＸ軸方向およびＸ軸回りに回転させボルトＢ９−２
を自動調心型ベアリングＢ８に通して結合する。（金具
本体Ｂ９−１を動かせばピストンＢ２−２がそれに対応
して移動、回転するので金具本体Ｂ９−１と軸Ｂ７の自
動調心型ベアリングＢ８を結合可能な状態に持ち込むこ
とができる。） 本体Ｂ２−１には、油圧供給路Ｂ２−４日ら油圧が供給
され、ピストンＢ２−２をＸ軸方向に移動させる力が発
生し、結合金具Ｂ９、軸Ｂ７を介して、ナット保持金具
Ｂ１−３が引抜かれ、ボルトＢ３を締結している分離ナ
ットＢ１がその機能を喪失する。本体Ｂ２−１内の油が
入る部屋は、溜まった空気を抜くためのエア抜き路Ｂ２
−５および抜き終わったあとの盲蓋Ｂ２−６を有してい
る。又、ピストンＢ２−２がＸ軸方向に移動する時、給
油される側と反対側の部屋の空気が出入りし易いよう、
空気孔Ｂ２−７が設けてある。

【００４８】油圧部の各部のシールは、摺動部キャップ
シールＢ２−８、固定部はシールＢ２−１１、ピストン
Ｂ２−２の出入口には、ダストシールＢ２−９が設けて
ある。

【００４９】分離ナットＢ１の交換は、ロックナットＢ
６をゆるめて軸Ｂ７よりナット保持金具Ｂ１−３を取外
したり、軸Ｂ７と金具本体Ｂ９−１を結合しているボル
トＢ９−２を外しナット保持金具Ｂ１−３に、軸Ｂ７を
固定した状態で取り外して行なうこともできる。 （第３実施例）本発明の第３実施例を図９〜図１２に示
す。

【００５０】まず、図１１について説明する。本発明を
使用する例としては、加振機Ｃ１−１で模擬車体Ｃ２−
１に衝突時の加速度を模擬し、約０．１秒後に分離継手
Ｃ３の部分で被加振部Ｃ２を切離す構造になっている。

【００５１】この時被加振部Ｃ２は約１６ｍ／sec の速
度に達している。もし、この切離さなかったら、加振機
Ｃ１−１は、この速度で運動している約１ton の重量を
有する被加振部Ｃ２を加振機Ｃ１−１で受け止めること
になる。

【００５２】次に図８について説明する。分離継手Ｃ３
は、被締結部（加振部Ｃ１と被加振部Ｃ２）をボルトＣ
４、ワッシャＣ４−１および分離ナットＣ６で締結した
結合部の締結解除用と、ナット保持金具Ｃ６−３を引抜
くための（分割ナット用）慣性力型アクチュエータＣ
５、および指令信号で作動するアクチュエータＣ８によ
り構成されている。

【００５３】まず慣性力型アクチュエータＣ５について
述べる。おもりＣ５−１は保持金具Ｃ５−２で保持され
Ｘ軸方向に加速度が作用した時に働くようになってい
る。

【００５４】ナット保持金具Ｃ６−３を引抜くため、引
抜き用の軸Ｃ５−４が、ゆるみ止めナットＣ５−１３に
よりナット保持金具Ｃ６−３に固定されている。この軸
Ｃ５−４の他端には自動調心型のベアリングがついてお
り、軸Ｃ５−６により結合金具Ｃ５−３に軸受けＣ５−
７を介し結合されている。

【００５５】軸Ｃ５−６の両端はおもりＣ５−１からの
Ｘ軸方向の引抜き力を伝達できる構造になっている。結
合金具Ｃ５−３の他端には、指令信号により作動するア
クチュエータＣ８の出力軸Ｃ８−１でナット保持金具Ｃ
６−３を引抜くため、軸Ｃ５−１０が結合金具Ｃ５−３
のＸ軸方向の移動に支障をきたさないよう、なが穴Ｃ５
−１１が設けられている。

【００５６】おもりＣ５−１及び保持金具Ｃ５−２は、
Ｘ軸方向の加速度に対しては、おもりＣ５−１は移動可
能で、逆方向の加速度に対し移動しないようなずれ止め
部Ｃ７を有する。また、おもりＣ５−１がナット保持金
具Ｃ６−３を引抜いた後は、ストッパＣ５−９が保持金
具Ｃ５−２に当たり、停止するようになっている。

【００５７】一方、アクチュエータＣ８が指令信号によ
り、出力軸Ｃ８−１を作動させ、ナット保持金具Ｃ６−
３を引抜く時、結合金具Ｃ５−３をＸ軸方向に引っ張
る。この時、おもりＣ５−１がアクチュエータＣ８の負
荷にならないよう、おもりＣ５−１には軸Ｃ５−６がＸ
軸方向に支障なく移動できるようなが穴Ｃ５−８が設け
てある。

【００５８】軸Ｃ５−１０は軸Ｃ５−６に直交するよう
に配置され、アクチュエータＣ８の出力軸Ｃ８−１に設
けられた自動調心型のベアリングと結合されている。お
もりＣ５−１の保持金具Ｃ５−２および指令信号により
作動するアクチュエータＣ８は被加振部Ｃ２に固定され
ている。

【００５９】次に図９について説明する。おもりＣ５−
１がＸ軸方向にある設定したレベルに以上の加速度が働
くと、おもりＣ５−１の溝Ｃ５−１２の斜めの面に接し
ているずれ止め部のＣ７止め金具Ｃ７−１は、おもりＣ
５−１から保持金具Ｃ５−２の中に押し込まれる力を受
ける。

【００６０】止め金具Ｃ７−１は、バネＣ７−３、ボル
トＣ７−４により、おもりＣ５−１の溝Ｃ５−１２に一
定のバネ力で押付ける構造になっている。ボルトＣ７−
４はゆるみ止めＣ７−５で保持金具Ｃ５−２に固定され
ている。止め金具Ｃ７−１が回転せずに上下するように
ガイドＣ７−２がついており、保持金具Ｃ５−２にはガ
イド溝Ｃ５−１４が設けられている。

【００６１】又、Ｘ軸の逆方向の加速度（図９で左方
向）の力がおもりＣ５−１に働いた時は、止め金具Ｃ７
−１に押し上げる力が働かないよう、溝Ｃ５−１２及び
止め金具Ｃ７−１はＸ軸方向に対し垂直面で接するよう
になっている。

【００６２】次に図１０について説明する。今、おもり
Ｃ５−１の溝Ｃ５−１２の斜めの面の角度を図のように
θとし、止め金具Ｃ７−１のこの面に接する部分の半径
をｒ、おもりの発生力をＦO 、ナット保持金具Ｃ６−３
の引抜き力をＦN 、とすると、おもりＣ５−１に働く力
はＦM は ＦM ＝ＦO −ＦN FMV＝ＦM sin θ・cos θ ＦMH＝ＦM sin ² θ 止め金具Ｃ７−１と保持金具Ｃ５−２との摩擦係数を
μ、とすると、止め金具Ｃ７−１をお仕上げる力ＦMVは ＦMV＝ＦMV＋μＦMH＝ＦM （sin θ・cos θ＋μsin ²
θ） となる。

【００６３】一方、止め金具Ｃ７−１を押さえているバ
ネＣ７−３は止め金具Ｃ７−１の頭部半径ｒ分だけ押し
込まれた時、おもりＣ５−１はＸ軸方向に移動するとす
る。この時の押上げ力をＦMVとすると、（ＦM ＜ＦO ） Ｋｒ＝ＦMV ∴Ｋ＝ＦMV／ｒ で求まる。

【００６４】今、大体のオーダを検討すると次のように
なる。被加振部Ｃ２がＶ＝１６ｍ／sec の速度により、
５cmの間に等加速度減速し、Ｖ＝０ｍ／sec になったと
する。（加振部Ｃ１に上記特性の減速機構があり、加振
機のストロークエンドまで５cmとする。） この時の加速度を ａ′＝｛１．６×１０³ （cm／sec ）｝² ／２×５cm ＝２．６×１０⁵ cm／sec ² ＝２６０Ｇ とすると、停止するまでの時間は、 ｔ＝（１．６×１０³ ）／（２．６×１０⁵ ）＝０．０
０６sec となる。

【００６５】今、２６０Ｇの加速度が働いた時、おもり
Ｃ５−１の重量を２０kgとすると、おもりＣ５−１には
Ｘ軸方向に ２０kg×２０６Ｇ＝５２００kg の力が発生する。

【００６６】ナット保持金具Ｃ６−３の引抜き力をＦN
＝１０００kgとすると、このおもりの受ける加速度ａ
は、 ５，２００kg−１０００kg＝（２０／Ｇ）・ａ ∴ａ＝（４２００／２０）Ｇ＝２１０Ｇ この加速度でナット保持金具Ｃ６−３を半分（約１cm）
引抜くときナットの機能がなくなるとすると、引抜きに
要する時間ｔは ｔ2 ＝２／（２１０Ｇ）， ｔ＝０．００３sec ＜０．００６sec となり、加振機のピストンがストロークエンドに達する
前に分離できることになる。

【００６７】一方、止め金具Ｃ７−１を押し込むバネＣ
７−３のバネ定数Ｋは、止め金具Ｃ７−１の頭部半径を
１０mm、押し込み力を１０kgとすると、バネ定数は Ｋ×１０mm＝１０kg ∴Ｋ＝１kg／mm となる。

【００６８】このバネは大体バネの有効巻数を１０とす
ると、バネの線径１mmで、バネの平均直径は１１mm程度
になる。又、止め金具Ｃ７−１を押し込むに要するＸ軸
方向の力は、溝の角度をθ＝４５°、摩擦係数をμ＝０
と仮定すると、 ＦM ＝１０kg／（sin ４５°・cos ４５°）＝２０kg となり、おもりに働く力 ＦO −ＦN ＝４２００kg に比べ無視できるオーダである。

【００６９】次に図１２について説明する。（ａ）は、
加振スタート時の加振機Ｃ１−１のピストンの状態を示
す。図では左端にピストンが来ており、又、分離継手Ｃ
３も結合されている状態を示す。試験終了後は、又この
位置まで引戻され、被加振部Ｃ２と結合される。（ｂ）
は加振機Ｃ１−１の制御ストローク内で加振が完了し、
その時、分離継手Ｃ３が分離完了した状態を示す。

【００７０】模擬車体Ｃ２−１を分離した加振機Ｃ１−
１は減速ストロークに入り、ストロークエンドで速度零
になるように減速される。（この減速機構は、模擬車体
Ｃ２−１を結合した状態でも減速可能なものとする。） （ｃ）は模擬車体Ｃ２−１が加振された場合の状態量
（加速度、速度、変位）、アクチュエータの制御ストロ
ーク、減速ストローク、分離継手Ｃ３の状態、およびデ
ータ計測の関係を定性的に表わしたものである。

【００７１】正常な分離が行なわれた場合は、模擬車体
Ｃ２−１に働く加速度Ｘ″、速度Ｘ′、変位Ｘは実線の
ように推移し、分離継手Ｃ３の分離後、ある時間までデ
ータ計測するという要求を十分満たしている。

【００７２】しかし、分離継手Ｃ３の作業が正常に行な
われなかった場合、特に分離しなかった場合を想定して
みる。加振機Ｃ１−１は減速ストロークに入ると減速を
開始する。

【００７３】今、等加速度減速を行ない、ストロークエ
ンドで丁度、速度零になった状態を点線で示す。この場
合は、狙ったデータは計測できないことになる。

【００７４】又、模擬車体Ｃ２−１を結合したまま減速
しきれず、加振機Ｃ１−１のストロークエンドに衝突し
た場合は、分離継手Ｃ３およびその周辺や、高価な衝突
試験用の人体模型Ｃ２−２を破損する恐れがある。

【００７５】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （請求項１に係る発明の効果） （１）油圧式分離接手、油圧源およびナット分離制御装
置を使用することにより、今までできなかった高周波を
含む衝突Ｇの加力が可能となり、より現実的な衝突Ｇシ
ミュレーションができ、衝突時の保護装置の評価等をよ
り精度良く行なうことができる。 （２）又、火薬や、電気式の分離ナット方式は、繰り返
し使用可能部分がほとんどないのに比べ、分離ナットの
みを交換することにより、繰返し使用が可能なので、長
期間の使用を考えるとより経済的になる。 （請求項２に係る発明の効果） （３）ピストン結合型油圧式分離ナットを使用した分離
継手により、応答性に重要な影響を及ぼす、運動部重量
を大幅に低減し、高応答性の分離継手が実現できる。 （４）アクチュエータ本体を直接固定できるため、支持
金具等が不要になり装置の小型化が可能になる。 （５）摺動部が最小になるので制作が容易になる。 （請求項３に係る発明の効果） （６）慣性力型分離ナットを使用することにより、分離
継手の指令信号による切離しが遅れても、加振機が減速
ストロークに入ると、減速加速度により、慣性力型アク
チュエータが作動し、分離指令信号により作動するアク
チュエータの作動を助け、ピストンがストロークエンド
に達する前に、より短時間に分離継手を分離し、加振部
と分離継手と被加振部に加わる急減速加速度環境にさら
される時間を短縮できる。そのため各部の破損を防止す
ることができる。 （７）分離継手がアクチュエータにより分離せず、被加
振部を結合したまま、加振機の減速ストロークに入り、
ストローク内で減速を完了する場合、および減速しきれ
ず加振機のストロークエンドに衝突する場合が発生して
も、減速ストロークに入ると慣性力型アクチュエータが
作動し、加振機のストロークエンドにピストンが衝突す
る前に分離することにより各部の破損を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体を示す図。

【図２】第１実施例の油圧式分離継手の説明図。

【図３】第１実施例の分離継手本体の説明図。

【図４】第１実施例の油圧系統の説明図。

【図５】第１実施例の計測動作の説明図。

【図６】第１実施例の制御装置の主要機能の説明図。

【図７】本発明の第２実施例を示す図。

【図８】本発明の第３実施例を示す図。

【図９】第３実施例のおもり保持金具のずれ止めの説明
図。

【図１０】第３実施例の止め金具に使用する力の説明
図。

【図１１】第３実施例の自動車衝突Ｇシミュレータの構
成図。

【図１２】第３実施例の分離継手作動状態とデータ計測
についての説明図。

【図１３】従来の技術を示す図。

【符号の説明】

２０…反力壁、 ２１…アクチュエータ、 ２１ａ…アクチュエータの出力軸、 ２２…模擬車両、 ２３…模擬車両の加圧部、 ２４…人体模型、 ２５…空気源、 ２６…開閉バルブ、 ２７…空圧配管、 Ａ１…システム制御装置、 Ａ１−１…サーボ系指令信号線、 Ａ１−２…分離指令信号線、 Ａ１−１０…プロセッサ、 Ａ１−１１…サーボ系指令信号発信部、 Ａ２…サーボ制御装置、 Ａ２−１…制御用配線、 Ａ３…ナット分離制御装置、 Ａ４…油圧式分離継手、 Ａ４−１…継手本体、 Ａ４−２…ナット分離用アクチュエータ、 Ａ４−３…分離ナット、 Ａ４−４…分離信号線、 Ａ４−５…ボルト、 Ａ４−６…ワッシャ、 Ａ４−７…電磁弁、 Ａ４−８…ナット分離用アクチュエータと電磁弁間の油
圧配管、 Ａ４−９…油圧供給配管、 Ａ４−１０…油排出配管、 Ａ４−１１…取付ボルト、ワッシャ、 Ａ４−１２…ストップバルブ、 Ａ４−１３…チェックバルブ、 Ａ４−１４…圧力計、 Ａ４−２０…ピストン、 Ａ４−２１…ボディ、 Ａ４−２２…アクチュエータエンド、 Ａ４−２３…固定金具、 Ａ４−２４…ボディ支持部、 Ａ４−２５…給油路、 Ａ４−２６…給油口、 Ａ４−２７…摺動部、 Ａ４−２８…ストッパ、 Ａ４−２９…エア抜き路、 Ａ４−３０…盲蓋、 Ａ４−３１…エア抜き、 Ａ４−３２…植込みボルト、 Ａ４−３３…ナット、ワッシャ、 Ａ４−３４…シム、 Ａ４−３５…キャップシール、 Ａ４−３６…シール、 Ａ４−３７…ストッパ取付用穴、 Ａ４−３８…ボディ支持部取付用穴、 Ａ４−３９…分割ナットカバー、 Ａ４−４０…分割ナット、 Ａ４−４１…ピン、 Ａ５…サーボ系、 Ａ６…アクチュエータ、 Ａ７…サーボバルブ、 Ａ８…アクチュエータ出力軸、 Ａ９…トラニオン軸、 Ａ１０…トラニオン軸受、 Ａ１１…油圧供給装置、 Ａ１２…油圧配管、 Ａ１３…左右回転軸、 Ａ１４…連結軸、 Ａ１５…模擬車体、 Ａ１６…人体模型、 Ａ１７…アキュムレータ、 Ｂ１…分離ナット、 Ｂ１−１…分割ナット、 Ｂ１−２…ピン、 Ｂ１−３…ナット保持金具、 Ｂ２…アクチュエータ、 Ｂ２−１…アクチュエータ本体、 Ｂ２−２…ピストン Ｂ２−３…エンド金具、 Ｂ２−４…油圧供給路、 Ｂ２−５…エア抜き路、 Ｂ２−６…盲蓋、 Ｂ２−７…空気孔、 Ｂ２−８…キャップシール、 Ｂ２−９…ダストシール、 Ｂ２−１０…ボルト用バカ穴、 Ｂ２−１１…シール、 Ｂ２−１２…支持金具、 Ｂ３…ボルト、 Ｂ４−１…被締結物、， Ｂ４−２…被締結物、 Ｂ５…ワッシャ、 Ｂ６…ロックナット、 Ｂ７…結合軸、 Ｂ８…自動調心型ベアリング、 Ｂ９…結合金具、 Ｂ９−１…金具本体、 Ｂ９−２…ボルト、 Ｂ９−３…ナット、 Ｂ９−４…ワッシャ、 Ｃ１…加振部、 Ｃ１−１…加振機、 Ｃ１−２…ピストン、 Ｃ２…被加振部、 Ｃ２−１…模擬車体、 Ｃ２−２…人体模型、 Ｃ３…分離継手、 Ｃ４…ボルト、 Ｃ４−１…ワッシャ、 Ｃ５…慣性力型アクチュエータ、 Ｃ５−１…おもり、 Ｃ５−２…保持金具、 Ｃ５−３…結合金具、 Ｃ５−４…軸、 Ｃ５−５…自動調心型ベアリング、 Ｃ５−６…軸、 Ｃ５−７…軸受、 Ｃ５−８…なが穴、 Ｃ５−９…ストッパ、 Ｃ５−１０…軸、 Ｃ５−１１…なが穴、 Ｃ５−１２…溝、 Ｃ５−１３…ゆるみ止めナット、 Ｃ５−１４…ガイド溝、 Ｃ６…分離ナット、 Ｃ６−１…分割ワッシャ、 Ｃ６−２…ピン、 Ｃ６−３…ナット保持金具、 Ｃ７…ずれ止め部、 Ｃ７−１…止め金具、 Ｃ７−２…ガイド、 Ｃ７−３…バネ、 Ｃ７−４…ボルト、 Ｃ７−５…ゆるみ止めナット、 Ｃ８…アクチュエータ、 Ｃ８−１…出力軸、 ａ…加速度、 ｒ…止め金具頭部半径、 θ…溝の角度（図３）、 ＦM …おもり発生力、 ＦM1…ＦM のθ面に平行な成分、 ＦM2…ＦM のθ面に垂直な成分、 ＦMV…止め金具押し込み力、 ＦMH…止め金具側面押し付け力、 Ｆo …おもりに作用する慣性力、 ＦN …ナット引抜き力、 Ｋ…バネ定数、 μ…摩擦係数。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 脩 愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60 番地の１ 柏菱エンジニアリング株式会 社内 (56)参考文献 特開 平２−6723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−82031（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−35448（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16B 37/10 G01M 7/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧式アクチュエータ（Ａ６）と模擬車
   体（Ａ１５）を有する自動車等の衝突Ｇシミュレータに
   おいて、（Ａ）アクチュエータ（Ａ６）の出力軸（Ａ
   ８）と模擬車体（Ａ１５）の間に設、 けた油圧式分離装置（Ａ４）と、（Ｂ）前記分離装置
   （Ａ４）の作動用油圧の油圧源としてのアキュムレータ
   （Ａ１７）と、 （Ｃ）前記分離装置（Ａ４）の制御装置（Ａ３）と、
   （Ｄ）前記アクチュエータ（Ａ６）を制御するサーボバ
   ルブ（Ａ７）および制御装置（Ａ２）と、（Ｅ）前記分
   離装置の制御装置（Ａ３）と前記アクチュエータの制御
   装置（Ａ２）に制御信号を出力するシステム制御装置
   （Ａ１）を具備し、（Ｆ）前記分離装置（Ａ４）は、ナ
   ット分離用アクチュエータ（Ａ４−２）と、 分離ナット（Ａ４−３）と、分離信号線（Ａ４−４）
   と、ボルト（Ａ４−５）と、電磁弁（Ａ４−７）と、ピ
   ストン（Ａ４−２０）を具備し、（Ｇ）前記ピストン
   （Ａ４−２０）の力により、分離ナット（Ａ４−３）が
   分離し、ボルト（Ａ４−５）による結合が解除されるこ
   とを特徴とする衝突Ｇシミュレータ用分離装置。
2. 【請求項２】 油圧式アクチュエータ（Ｂ２）と模擬車
   体を有する自動車等の衝突Ｇシミュレータにおいて、
   （Ａ）分離ナット（Ｂ１）と、（Ｂ）分離ナット（Ｂ
   １）と被締結物（Ｂ４−１、Ｂ４−２）を締結するボル
   ト（Ｂ３）と、（Ｃ）分離ナット（Ｂ１）と結合金具
   （Ｂ９）とを結合する結合軸（Ｂ７）と、（Ｄ）前記結
   合軸（Ｂ７）と結合金具（Ｂ９）を介して分離ナット
   （Ｂ１）に結合される油圧式アクチュエータ（Ｂ２）を
   具備し、（Ｅ）前記分離ナット（Ｂ１）は、分割ナット
   （Ｂ１−１）とピン（Ｂ１−２）により構成され、
   （Ｆ）前記分離ナット（Ｂ１）は、アクチュエータ（Ｂ
   ２）のピストン（Ｂ２−２）の力により引抜かれること
   を特徴とするピストン結合型油圧式分離装置。
3. 【請求項３】 アクチュエータ（Ｃ８）と模擬車体を有
   する自動車等の衝突Ｇシミュレータにおいて、（Ａ）分
   離ナット（Ｃ６）と、（Ｂ）分離ナット（Ｃ６）と被締
   結部（Ｃ１、Ｃ２）を結合するボルト（Ｃ４）と、
   （Ｃ）分離ナット（Ｃ６）と結合する分離ナット用慣性
   力型アクチュエータ（Ｃ５）と、（Ｄ）前記慣性力型ア
   クチュエータ（Ｃ５）を介して分離ナット（Ｃ６）に結
   合されるアクチュエータ（Ｃ８）を具備し、（Ｅ）前記
   分離ナット（Ｃ６）は、分割ワッシャ（Ｃ６−１）とピ
   ン（Ｃ６−２）とナット保持金具（Ｃ６−３）から成
   り、（Ｆ）前記慣性力型アクチュエータ（Ｃ５）は、お
   もり（Ｃ５−１）と、保持金具（Ｃ５−２）と、結合金
   具（Ｃ５−３）と、ナット保持金具（Ｃ６−３）引抜用
   の軸（Ｃ５−４）と、引抜き慣性力伝達用軸（Ｃ５−
   ６）を具備することを特徴とする慣性力型分離装置。