JP7502648B2

JP7502648B2 - Jig and crash test method

Info

Publication number: JP7502648B2
Application number: JP2021034073A
Authority: JP
Inventors: 雅彦佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2024-06-19
Anticipated expiration: 2041-03-04
Also published as: JP2022134723A

Description

本開示は、サブフレームに対する落錘式の衝突試験に用いられる治具、および、その治具を用いた衝突試験方法に関する。 This disclosure relates to a jig used in a drop weight type crash test on a subframe, and a crash test method using the jig.

自動車には、燃費向上を目的とした軽量化と、衝突安全性の向上とが求められている。これらの相反する要望を両立するため、自動車の衝突安全性を支配する骨格部材に対し、構造設計の適切な実施が重要である。 Automobiles are required to be lightweight to improve fuel efficiency and to improve crashworthiness. To balance these conflicting demands, it is important to carry out appropriate structural design for the frame members that govern the crashworthiness of automobiles.

自動車メーカーでは試作車（実車）を用いて衝突試験を実施し、実車における骨格部材の性能評価を行っている。しかしながら、実車は高価であることから、試験の実施は容易ではなく、評価機会は制限される。そのため、実車ではなく骨格部材単独で性能評価を行う技術が知られている。 Automobile manufacturers conduct crash tests using prototype vehicles (actual cars) to evaluate the performance of structural components in the actual car. However, because actual cars are expensive, it is not easy to conduct tests and evaluation opportunities are limited. For this reason, technology is known that evaluates the performance of structural components alone, rather than using actual cars.

例えば、特許文献１には、衝突試験の評価対象となる構造部材を支持する支持治具であって、回転可能に支持される軸と、軸の端部に設けられ、構造部材に連結する連結部と、軸の回転に応じたトルクを付与する特定のトルク付与機構と、を有する支持治具が開示されている。また、特許文献２には、上端部にルーフレールを結合する結合部を有するセンターピラーの側面衝突試験のための該センターピラーの上端部の支持治具が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a support jig for supporting a structural member to be evaluated in a crash test, the support jig having a rotatably supported shaft, a connecting part provided at the end of the shaft and connecting to the structural member, and a specific torque applying mechanism that applies a torque according to the rotation of the shaft. Patent Document 2 discloses a support jig for the upper end of a center pillar for a side crash test of the center pillar, the upper end of which has a connecting part for connecting to a roof rail.

特許第６３３１９２１号公報Patent No. 6331921 特許第６３４１０４４号公報Japanese Patent No. 6341044

サブフレーム（フロントサブフレーム）は、車体前後方向に延びる一対のサイドフレーム（フロントサイドフレーム）の下方に配置され、サスペンション、ステアリング、エンジン等の機構を車体下部に固定するための構造体である。 The subframe (front subframe) is a structure that is positioned below a pair of side frames (front side frames) that extend in the fore-and-aft direction of the vehicle body and is used to secure mechanisms such as the suspension, steering, and engine to the lower part of the vehicle body.

また、車両の前面衝突時に、サイドフレームは衝撃吸収部材として機能するが、サブフレームにも衝撃吸収部材としての機能を付与する場合がある。また、そのようなサブフレームの衝撃吸収性能を簡便に評価する方法として、落錘式の衝突試験がある。落錘式の衝突試験において、実車ではなくサブフレーム単独で評価した場合、サブフレームの環境の違いにより、評価結果が実車と異なることがあるため、評価精度の向上が望まれる。 In addition, in the event of a frontal collision, the side frame functions as an impact absorbing member, but the subframe may also be given this function. A drop weight crash test is a simple method for evaluating the impact absorbing performance of such a subframe. In a drop weight crash test, if the subframe is evaluated alone rather than on an actual vehicle, the evaluation results may differ from those of the actual vehicle due to differences in the subframe's environment, so it is desirable to improve the evaluation accuracy.

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、サブフレームの衝撃吸収性能を精度良く評価することができる、衝突試験用の治具を提供することを主目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its main objective is to provide a crash test fixture that can accurately evaluate the impact absorption performance of a subframe.

本開示においては、サブフレームに対する落錘式の衝突試験に用いられる治具であって、上記サブフレームは、フロント側の領域にサイドフレームと連結するための突起部を有するサブフレームであり、上記治具は、上記サブフレームの上記フロント側の端部に取り付けられる板状部材と、上記板状部材の平面方向の移動を制限するガイド部材と、を備える治具を提供する。 The present disclosure provides a jig used in a drop weight type crash test on a subframe, the subframe having a protrusion in the front area for connecting to a side frame, the jig including a plate-shaped member attached to the front end of the subframe, and a guide member for limiting the movement of the plate-shaped member in the planar direction.

本開示によれば、板状部材と、板状部材の平面方向の移動を制限するガイド部材とを有する治具を用いることで、車両の前面衝突を精度良く再現できる。その結果、サブフレームの衝撃吸収性能を精度良く評価できる。 According to the present disclosure, a vehicle frontal collision can be accurately reproduced by using a jig having a plate-shaped member and a guide member that limits the movement of the plate-shaped member in the planar direction. As a result, the impact absorption performance of the subframe can be accurately evaluated.

上記開示において、上記治具は、上記板状部材に上記サブフレームの車体幅方向に対応するｘ軸方向まわりの回転モーメントを付与するモーメント付与機構を備えていてもよい。 In the above disclosure, the jig may be provided with a moment imparting mechanism that imparts a rotational moment to the plate-like member about an x-axis direction that corresponds to the vehicle body width direction of the subframe.

上記開示において、上記モーメント付与機構は、上記板状部材に接続され、かつ、張力が付与されたワイヤを少なくとも有していてもよい。 In the above disclosure, the moment applying mechanism may have at least a wire connected to the plate-like member and to which tension is applied.

上記開示において、上記サブフレームの車体幅方向に対応するｘ軸方向に沿って、上記板状部材は、第１構造部、第２構造部および第３構造部を、この順に有し、上記第２構造部は、上記第１構造部および上記第３構造部に対して、上記ｘ軸方向まわりに回転自由であってもよい。 In the above disclosure, the plate-like member has a first structural part, a second structural part, and a third structural part in this order along the x-axis direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe, and the second structural part may be freely rotatable about the x-axis direction relative to the first structural part and the third structural part.

上記開示において、上記サブフレームの車体幅方向に対応するｘ軸方向において、上記板状部材の一方の端部に第１円形部材が配置され、上記板状部材の他方の端部に第２円形部材が配置されていてもよい。 In the above disclosure, a first circular member may be arranged on one end of the plate-like member in the x-axis direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe, and a second circular member may be arranged on the other end of the plate-like member.

上記開示において、上記平面方向を、ｘ軸方向およびｙ軸方向で定義し、上記平面方向に対する高さ方向を、ｚ軸方向で定義した場合に、上記サブフレームは、車体幅方向が上記ｘ軸方向となり、車体上下方向が上記ｙ軸方向となり、車体前後方向が上記ｚ軸方向となるように、上記治具に配置されてもよい。 In the above disclosure, if the planar direction is defined as the x-axis direction and the y-axis direction, and the height direction relative to the planar direction is defined as the z-axis direction, the subframe may be placed on the jig so that the vehicle body width direction is the x-axis direction, the vehicle body up-down direction is the y-axis direction, and the vehicle body fore-aft direction is the z-axis direction.

また、本開示においては、サブフレームに対する落錘式の衝突試験方法であって、上述した治具を用いる、衝突試験方法を提供する。 The present disclosure also provides a method for performing a drop weight type crash test on a subframe, using the above-mentioned jig.

本開示によれば、上述した治具を用いることで、サブフレームの衝撃吸収性能を精度良く評価することができる。 According to the present disclosure, by using the above-mentioned jig, the impact absorption performance of the subframe can be evaluated with high accuracy.

本開示における治具を用いることで、サブフレームの衝撃吸収性能を精度良く評価することができるという効果を奏する。 The use of the jig disclosed herein has the effect of enabling the impact absorption performance of the subframe to be evaluated with high accuracy.

本開示における治具を例示する概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a jig in the present disclosure. 本開示におけるサブフレームを例示する概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a subframe in the present disclosure. 本開示におけるサブフレームを例示する概略平面図および概略断面図である。1A and 1B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view illustrating a subframe in the present disclosure. 本開示における治具およびサブフレームを例示する概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view illustrating a jig and a subframe in the present disclosure. 本開示における治具およびサブフレームを例示する概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a jig and a subframe in the present disclosure. 本開示におけるガイド部材を例示する概略平面図である。3 is a schematic plan view illustrating a guide member in the present disclosure. FIG. 本開示における板状部材およびガイド部材を例示する概略平面図である。3A and 3B are schematic plan views illustrating a plate-like member and a guide member in the present disclosure. 本開示における板状部材の回転運動を例示する概略断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views illustrating the rotational movement of a plate-shaped member in the present disclosure. 本開示におけるモーメント付与機構を例示する概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a moment applying mechanism according to the present disclosure. FIG. 本開示における板状部材を例示する概略斜視図である。1 is a schematic perspective view illustrating a plate-shaped member according to the present disclosure. 本開示における板状部材および円形部材を例示する概略斜視図である。1 is a schematic perspective view illustrating a plate-shaped member and a circular member according to the present disclosure. 本開示における衝突試験方法を例示する概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view illustrating a crash test method according to the present disclosure. 本開示における衝突試験方法を例示する概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view illustrating a crash test method according to the present disclosure.

以下、本開示における治具および衝突試験方法について詳細に説明する。以下に示す各図は、理解を容易にするため、各部の大きさ、形状を適宜誇張している。さらに、各図において、便宜上、ハッチングまたは符号を省略する場合がある。 The jig and the collision test method in this disclosure are described in detail below. In each of the figures shown below, the size and shape of each part are appropriately exaggerated to facilitate understanding. Furthermore, hatching or symbols may be omitted in each figure for convenience.

また、ある部材に対して他の部材を配置する態様を表現するにあたり、「上に」または「下に」と表記する場合、ある部材に接するように、直上または直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方または下方に、別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方が含まれ、いずれの場合も採用できる。 In addition, when expressing the manner in which another component is placed relative to a certain component, the terms "above" and "below" include both cases in which another component is placed directly above or below a certain component so as to be in contact with the component, and cases in which another component is placed above or below a certain component via another component, and either case can be used.

また、＋ｘ方向および－ｘ方向を総称してｘ軸方向と称する。同様に、＋ｙ方向および－ｙ方向を総称してｙ軸方向と称し、＋ｚ方向および－ｚ方向を総称してｚ軸方向と称する。平面方向は、ｘ軸方向およびｙ軸方向で定義され、平面方向に対する高さ方向はｚ軸方向で定義される。 The +x and -x directions are collectively referred to as the x-axis direction. Similarly, the +y and -y directions are collectively referred to as the y-axis direction, and the +z and -z directions are collectively referred to as the z-axis direction. The planar direction is defined by the x-axis and y-axis directions, and the height direction relative to the planar direction is defined by the z-axis direction.

Ａ．治具
本開示における治具は、サブフレームに対する落錘式の衝突試験に用いられる治具である。図１は、本開示における治具を例示する概略斜視図である。図１に示す治具１０は、サブフレーム（図示せず）のフロント側の端部に取り付けられる板状部材１と、板状部材１の平面方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）の移動を制限するガイド部材２と、を有する。また、図１に示す治具１０は、矩形の枠状の台座部材３と、台座部材３から上方向（＋ｚ方向）に延び、かつ、矩形の対向する辺に配置された２つの柱部材４と、それぞれの柱部材４を補強する２つの補強部材５と、を有する。ガイド部材２は、対向する２つの柱部材４の対向面側に配置された第１面２ａを有することで、板状部材１のｘ軸方向の移動を制限する。また、ガイド部材２は、対向する２つの柱部材４の対向面からｘ軸方向に延びた第２面２ｂを有することで、板状部材１のｙ軸方向の移動を制限する。一方、ガイド部材２は、板状部材１のｚ軸方向の移動を制限しない。 A. Jig The jig in the present disclosure is a jig used in a drop weight type crash test on a subframe. FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the jig in the present disclosure. The jig 10 shown in FIG. 1 has a plate-shaped member 1 attached to the front end of the subframe (not shown) and a guide member 2 that limits the movement of the plate-shaped member 1 in a planar direction (x-axis direction, y-axis direction). The jig 10 shown in FIG. 1 also has a rectangular frame-shaped base member 3, two pillar members 4 extending upward (+z direction) from the base member 3 and arranged on opposing sides of the rectangle, and two reinforcing members 5 that reinforce each of the pillar members 4. The guide member 2 has a first surface 2a arranged on the opposing surface side of the two opposing pillar members 4, thereby limiting the movement of the plate-shaped member 1 in the x-axis direction. The guide member 2 also has a second surface 2b extending in the x-axis direction from the opposing surfaces of the two opposing pillar members 4, thereby limiting the movement of the plate-shaped member 1 in the y-axis direction. On the other hand, the guide member 2 does not restrict the movement of the plate-like member 1 in the z-axis direction.

図２は、本開示におけるサブフレームを例示する概略斜視図であり、サブフレームの外形を模式的に示した概略斜視図である。図２に示すサブフレーム２０は、前部材１１と、側部材１２（１２ａ～１２ｄ）と、後部材１３と、サイドフレーム（図示せず）に連結するための突起部１４ａ～１４ｄとを有する。 Figure 2 is a schematic perspective view illustrating a subframe in this disclosure, and is a schematic perspective view showing a typical external shape of the subframe. The subframe 20 shown in Figure 2 has a front member 11, side members 12 (12a to 12d), a rear member 13, and protrusions 14a to 14d for connecting to side frames (not shown).

ここで、サブフレームの中には、サイドフレームの変形による衝突エネルギーの吸収を阻害しないように、車両の前面衝突時にサイドフレームから離脱させるように構成されたサブフレームが存在する。これとは逆に、車両の前面衝突時に、サイドフレームに加えてサブフレームにも衝撃吸収部材として機能を付与すべく、車両の前面衝突時にサイドフレームから離脱させないように構成されたサブフレームが存在する。本開示における試験対象は、主に後者のサブフレームである。 Among subframes, there are those that are configured to detach from the side frame during a frontal collision of the vehicle so as not to impede the absorption of collision energy due to deformation of the side frame. Conversely, there are subframes that are configured not to detach from the side frame during a frontal collision of the vehicle so that the subframe functions as an impact absorbing member in addition to the side frame during a frontal collision of the vehicle. The test subjects in this disclosure are mainly the latter subframes.

図２において、サブフレーム２０のフロント側（Ｆｒ側）の領域に設けられた突起部１４ａ、１４ｂは、特に衝撃吸収性能に大きな影響を与える。「フロント側の領域」とは、サブフレーム２０の車体前後方向の長さをＬとした場合に、フロント側（Ｆｒ側）の端部Ｔから、リア側（Ｒｒ側）に向かって、１／２Ｌまでの距離に含まれる領域をいう。突起部１４ａ、１４ｂは、車体前後方向に延びる一対のサイドフレームに、それぞれ強固に連結される。同様に、突起部１４ｃ、１４ｄも、一対のサイドフレームに、それぞれ強固に連結される。 In FIG. 2, protrusions 14a, 14b provided in the front side (Fr side) region of the subframe 20 have a particularly large effect on impact absorption performance. The "front side region" refers to the region included in the distance of 1/2L from the end T on the front side (Fr side) toward the rear side (Rr side), where L is the length of the subframe 20 in the vehicle's fore-aft direction. Protrusions 14a, 14b are each firmly connected to a pair of side frames extending in the vehicle's fore-aft direction. Similarly, protrusions 14c, 14d are each firmly connected to a pair of side frames.

図３（ａ）は、本開示におけるサブフレームを例示する概略平面図であり、図２に示したサブフレームをさらに模式的に示した概略平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、サブフレーム２０は、前部材１１と、側部材１２ａ～１２ｄと、後部材１３と、突起部１４ａ～１４ｄとを有する。また、図３（ａ）に示すように、サブフレーム２０の車体幅方向をαとし、図３（ｂ）に示すように、サブフレーム２０の車体上下方向をβとし、サブフレーム２０の車体前後方向をγとする。 Figure 3(a) is a schematic plan view illustrating a subframe in the present disclosure, and is a schematic plan view further illustrating the subframe shown in Figure 2. Figure 3(b) is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 3(a). As shown in Figures 3(a) and (b), the subframe 20 has a front member 11, side members 12a to 12d, a rear member 13, and protrusions 14a to 14d. As shown in Figure 3(a), the vehicle width direction of the subframe 20 is α, and as shown in Figure 3(b), the vehicle up-down direction of the subframe 20 is β, and the vehicle front-rear direction of the subframe 20 is γ.

図４は、本開示における治具およびサブフレームを例示する概略正面図であり、図１における治具を＋ｙから－ｙに向かう方向から観察した場合に相当する概略正面図である。図５（ａ）は、本開示における治具およびサブフレームを例示する概略断面図であり、図１における治具をｙ軸に沿って切断した場合に相当する概略断面図である。 Figure 4 is a schematic front view illustrating the jig and subframe in the present disclosure, which corresponds to the jig in Figure 1 being observed from the direction from +y to -y. Figure 5(a) is a schematic cross-sectional view illustrating the jig and subframe in the present disclosure, which corresponds to the jig in Figure 1 being cut along the y-axis.

図３、図４、図５（ａ）に示すように、サブフレーム２０のフロント側（Ｆｒ側）の端部Ｔには、板状部材１が取り付けられる。さらに、サブフレーム２０は、車体幅方向αがｘ軸方向となり、車体上下方向βがｙ軸方向となり、車体前後方向γがｚ軸方向となるように、治具に配置される。なお、後述する図１２に示すように、サブフレーム２０は、支持部材８上に配置されていてもよい。サブフレーム２０の配置後、図５（ａ）に示すように、板状部材１上に錘６を落下させ、板状部材１を介してサブフレーム２０に衝撃を付与する。この衝撃は、車両を基準にすると、車両の前面衝突時の衝撃に相当する。その結果、図５（ｂ）に示すように、サブフレーム２０に変形が生じ、変形の結果から、サブフレームの衝撃吸収性能を評価することができる。 As shown in Figs. 3, 4, and 5(a), a plate-shaped member 1 is attached to the end T on the front side (Fr side) of the subframe 20. Furthermore, the subframe 20 is placed on the jig so that the vehicle body width direction α is the x-axis direction, the vehicle body vertical direction β is the y-axis direction, and the vehicle body front-rear direction γ is the z-axis direction. Note that, as shown in Fig. 12 described later, the subframe 20 may be placed on a support member 8. After the subframe 20 is placed, as shown in Fig. 5(a), a weight 6 is dropped on the plate-shaped member 1 to apply an impact to the subframe 20 through the plate-shaped member 1. This impact corresponds to an impact at the time of a frontal collision of the vehicle when the vehicle is used as a reference. As a result, as shown in Fig. 5(b), the subframe 20 is deformed, and the impact absorption performance of the subframe can be evaluated from the result of the deformation.

このように、本開示によれば、板状部材と、板状部材の平面方向の移動を制限するガイド部材とを有する治具を用いることで、車両の前面衝突を精度良く再現できる。その結果、サブフレームの衝撃吸収性能を精度良く評価できる。そのため、実車を用いた場合に比べて、試験の実施が容易になり、評価機会も制限されないという利点がある。 In this way, according to the present disclosure, a vehicle frontal collision can be accurately reproduced by using a jig having a plate-shaped member and a guide member that limits the movement of the plate-shaped member in the planar direction. As a result, the impact absorption performance of the subframe can be evaluated with high accuracy. This has the advantage that tests can be conducted more easily than when an actual vehicle is used, and evaluation opportunities are not limited.

１．板状部材
本開示における板状部材は、サブフレームのフロント側の端部に取り付けられる部材である。 1. Plate-Shaped Member The plate-shaped member in the present disclosure is a member that is attached to the front end of the subframe.

板状部材の平面視形状は、特に限定されないが、例えば矩形が挙げられる。特に図１に示すように、板状部材１の平面視形状が矩形であり、さらに、その長手方向が、サブフレーム（図示せず）の車体幅方向に対応するｘ軸方向であり、その短手方向が、サブフレーム（図示せず）の車体上下方向に対応するｙ軸方向であることが好ましい。車両の前面衝突を精度良く再現できるからである。 The planar shape of the plate-like member is not particularly limited, but may be rectangular, for example. In particular, as shown in FIG. 1, it is preferable that the planar shape of the plate-like member 1 is rectangular, and further, that its longitudinal direction is the x-axis direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe (not shown) and its short side direction is the y-axis direction corresponding to the vehicle body up-down direction of the subframe (not shown). This is because a frontal collision of the vehicle can be accurately reproduced.

板状部材の断面視形状は、特に限定されないが、例えば、矩形等の多角形状が挙げられる。また、板状部材の断面視形状は、錘と接触する面（頂面）側に頂点を有していてもよい。錘が板状部材に衝突した場合に、両者が頂面で点接触し、その衝撃が、サブフレーム側に均一に伝わることで、車両の前面衝突を精度良く再現できる。一方、板状部材の断面視形状は、頂面とは反対の面（底面）側が直線状であってもよい。錘による衝撃が均一にサブフレームに伝わることで、車両の前面衝突を精度良く再現できる。 The cross-sectional shape of the plate-like member is not particularly limited, but may be, for example, a polygonal shape such as a rectangle. The cross-sectional shape of the plate-like member may have an apex on the surface (top surface) that contacts the weight. When the weight collides with the plate-like member, the two come into point contact at the top surface, and the impact is transmitted evenly to the subframe, allowing a vehicle frontal collision to be reproduced with high accuracy. On the other hand, the cross-sectional shape of the plate-like member may have a straight surface (bottom surface) opposite the top surface. The impact from the weight is transmitted evenly to the subframe, allowing a vehicle frontal collision to be reproduced with high accuracy.

板状部材の材料は、特に限定されないが、例えば、金属が挙げられる。板状部材の厚さは特に限定されないが、錘との衝突で変形しない剛性が得られる程度の厚さであることが好ましい。また、板状部材をサブフレームの端部に取り付ける方法としては、例えば溶接が挙げられる。 The material of the plate-shaped member is not particularly limited, but may be, for example, metal. The thickness of the plate-shaped member is not particularly limited, but it is preferable that the thickness is thick enough to provide sufficient rigidity to prevent deformation upon impact with a weight. In addition, the plate-shaped member may be attached to the end of the subframe by, for example, welding.

２．ガイド部材
本開示におけるガイド部材は、板状部材の平面方向の移動を制限する部材である。具体的には、サブフレームのフロント側の端部に取り付けられた板状部材の平面方向の移動を制限することで、錘の衝突時にサブフレームの平面方向の移動を制限できる。そのため、車両の前面衝突を精度良く再現できる。 2. Guide member The guide member in the present disclosure is a member that limits the planar movement of the plate-shaped member. Specifically, by limiting the planar movement of the plate-shaped member attached to the front end of the subframe, the planar movement of the subframe during a weight collision can be limited. Therefore, a frontal collision of the vehicle can be accurately reproduced.

ガイド部材は、複数の部品から構成されていることが好ましい。例えば、図６（ａ）にガイド部材２は、Ｌ字形状を有する４つの部品（Ｌ字部品）から構成されている。Ｌ字部品は、板状部材１の各々の角部に配置され、それぞれ、法線方向がｘ軸方向である第１面２ａと、法線方向がｙ軸方向である第２面２ｂと、を有する。第１面２ａは板状部材１のｘ軸方向の移動を制限し、第２面２ｂは板状部材１のｙ軸方向の移動を制限する。また、例えば図６（ｂ）に示すように、ガイド部材２を保持する柱部材４が、ガイド部材２の機能の一部を担っていてもよい。図６（ｂ）に示す柱部材４は、板状部材１のｘ軸方向の移動を制限するために機能する。一方、Ｌ字部品における第１面２ａおよび第２面２ｂは、板状部材１のｙ軸方向の移動を制限する。 The guide member is preferably composed of a plurality of parts. For example, in FIG. 6(a), the guide member 2 is composed of four parts (L-shaped parts) having an L-shape. The L-shaped parts are arranged at each corner of the plate-shaped member 1, and each has a first surface 2a whose normal direction is the x-axis direction and a second surface 2b whose normal direction is the y-axis direction. The first surface 2a limits the movement of the plate-shaped member 1 in the x-axis direction, and the second surface 2b limits the movement of the plate-shaped member 1 in the y-axis direction. In addition, as shown in FIG. 6(b), for example, a column member 4 that holds the guide member 2 may perform part of the function of the guide member 2. The column member 4 shown in FIG. 6(b) functions to limit the movement of the plate-shaped member 1 in the x-axis direction. On the other hand, the first surface 2a and the second surface 2b of the L-shaped parts limit the movement of the plate-shaped member 1 in the y-axis direction.

また、図７に示すように、ガイド部材２および板状部材１は、両者の間に隙間が生じるような寸法を有していてもよい。両者の間に隙間を設けることで、摩擦によるエネルギー損失を低減できる。ｙ軸方向における隙間の長さをＳ_１とし、ｘ軸方向における隙間の長さをＳ_２とした場合、Ｓ_１およびＳ_２の値は、特に限定されないが、それぞれ、例えば５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。なお、ガイド部材２の表面には、板状部材１との摩擦を低減するための潤滑材が塗工されていてもよい。 7, the guide member 2 and the plate-like member 1 may have dimensions that create a gap between them. By providing a gap between them, energy loss due to friction can be reduced. If the length of the gap in the y-axis direction is _S1 and the length of the gap in the x-axis direction is _S2 , the values of _S1 and _S2 are not particularly limited, but are, for example, 5 mm or more and 10 mm or less. The surface of the guide member 2 may be coated with a lubricant to reduce friction with the plate-like member 1.

ガイド部材の材料は、特に限定されないが、例えば、金属が挙げられる。ガイド部材の厚さは特に限定されないが、板状部材の平面方向の移動を十分に制限できる剛性が得られる程度の厚さであることが好ましい。 The material of the guide member is not particularly limited, but may be, for example, metal. The thickness of the guide member is not particularly limited, but it is preferable that the thickness be such that the rigidity is sufficient to restrict the movement of the plate-like member in the planar direction.

３．モーメント付与機構
本開示における治具は、上記板状部材に上記サブフレームの車体幅方向に対応するｘ軸方向まわりの回転モーメントを付与するモーメント付与機構を備えていてもよい。モーメント付与機構は、板状部材の回転運動の影響を補正する手段として用いられる。 The jig according to the present disclosure may include a moment applying mechanism that applies a rotational moment to the plate-like member about an x-axis direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe. The moment applying mechanism is used as a means for compensating for the effect of the rotational motion of the plate-like member.

ここで、図６（ａ）に示したように、ガイド部材２は、板状部材１の平面方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）の移動を制限するための部材である。そのため、ｘ軸方向まわりで考えた場合、図８（ａ）に示すように、ガイド部材２は、板状部材１のｙ軸方向への大幅な移動を制限することはできる。一方で、図７に示したように、ガイド部材２および板状部材１の間には、摩擦によるエネルギー損失を低減するため、隙間が設けられている。そのため、ｘ軸方向まわりで考えた場合、図８（ｂ）に示すように、ガイド部材２は、隙間Ｓ_１が存在することで生じる板状部材１の回転運動を制限することはできない。そのため、板状部材１に錘が衝突した瞬間に、板状部材１の回転運動が生じる。 Here, as shown in FIG. 6(a), the guide member 2 is a member for restricting the movement of the plate-shaped member 1 in the planar direction (x-axis direction, y-axis direction). Therefore, when considering about the x-axis direction, as shown in FIG. 8(a), the guide member 2 can restrict a large movement of the plate-shaped member 1 in the y-axis direction. On the other hand, as shown in FIG. 7, a gap is provided between the guide member 2 and the plate-shaped member 1 to reduce energy loss due to friction. Therefore, when considering about the x-axis direction, as shown in FIG. 8(b), the guide member 2 cannot restrict the rotational movement of the plate-shaped member 1 caused by the presence of the gap _S1 . Therefore, at the moment when the weight collides with the plate-shaped member 1, the rotational movement of the plate-shaped member 1 occurs.

実車では、サブフレームの突起部がサイドフレームに強固に連結されているため、ｘ軸方向（サブフレームの車体幅方向）において板状部材の回転運動に相当する現象は制限される。言い換えると、板状部材の回転運動は、実車ではなくサブフレーム単独で評価した場合に特有に生じる現象である。この現象の影響を補正する手段の一つとして、モーメント付与機構を採用することが好ましい。 In an actual vehicle, the protrusions of the subframe are firmly connected to the side frames, so the phenomenon equivalent to the rotational movement of the plate-shaped member in the x-axis direction (the vehicle width direction of the subframe) is limited. In other words, the rotational movement of the plate-shaped member is a phenomenon that occurs specifically when evaluating the subframe alone, rather than an actual vehicle. As one means of compensating for the effects of this phenomenon, it is preferable to employ a moment imparting mechanism.

図９に示すように、治具１０は、板状部材1に対して、サブフレーム２０の車体幅方向に対応するｘ軸方向まわりの回転モーメントを付与するモーメント付与機構７を備えていてもよい。モーメント付与機構７は、板状部材１に接続され、かつ、張力Ｔｅが付与されたワイヤ７ａを少なくとも有することが好ましい。ワイヤ７ａの一端は板状部材１に接続されているが、ワイヤ７ａの他端は、例えば、ドラムに巻き付けられている。これにより、ワイヤ７ａには、水平面からの角度θの方向に、張力Ｔｅが付与される。ワイヤ７ａが板状部材１に接続される位置は、Ｘ軸方向における板状部材１の中央部であってもよく、端部付近であってもよい。また、モーメント付与機構７は、ワイヤ７ａを単独で有していてもよく、複数有していてもよい。角度θおよび張力Ｔｅの値、ワイヤを接続する位置、および、ワイヤの本数は、例えば、サブフレームの形状、実車に取り付けられた場合のサブフレームの状態、衝突試験の条件を考慮したシミュレーションを行うことで設定することができる。 9, the jig 10 may include a moment applying mechanism 7 that applies a rotational moment around the x-axis direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe 20 to the plate-shaped member 1. The moment applying mechanism 7 preferably includes at least a wire 7a connected to the plate-shaped member 1 and to which a tension Te is applied. One end of the wire 7a is connected to the plate-shaped member 1, while the other end of the wire 7a is wound around a drum, for example. This applies tension Te to the wire 7a in the direction of an angle θ from the horizontal plane. The position where the wire 7a is connected to the plate-shaped member 1 may be the center of the plate-shaped member 1 in the X-axis direction, or may be near the end. The moment applying mechanism 7 may include a single wire 7a or multiple wires. The angle θ and the value of tension Te, the position where the wire is connected, and the number of wires can be set, for example, by performing a simulation that takes into account the shape of the subframe, the state of the subframe when installed in an actual vehicle, and the conditions of the crash test.

例えば、ドラムがフライホイールに接続されていると、ドラムが回転することが抑制されるため、錘が板状部材に衝突した際に、良好な張力が得られる。また、例えば、ドラムが、上記ドラムの回転運動を並進運動に変換するギアに接続され、さらに、上記ギアにより変換された並進運動を妨げる外力を付与する弾性体が配置されている場合も、上記と同様に、錘が板状部材に衝突した際に、良好な張力が得られる。 For example, if the drum is connected to a flywheel, the drum is prevented from rotating, and good tension is obtained when the weight collides with the plate-like member. Also, if the drum is connected to a gear that converts the rotational motion of the drum into translational motion, and an elastic body is disposed that applies an external force that impedes the translational motion converted by the gear, good tension is obtained when the weight collides with the plate-like member, in the same manner as above.

また、本開示においては、板状部材自体が、回転運動の影響を補正する手段を有していてもよい。例えば、図１０に示す板状部材１は、ｘ軸方向（サブフレームの車体幅方向に対応する方向）に沿って、第１構造部１ａ、第２構造部１ｂおよび第３構造部１ｃを、この順に有する。また、第１構造部１ａおよび第２構造部１ｂの間に軸部１ｄが配置され、第２構造部１ｂおよび第３構造部１ｃの間に軸部１ｅが配置されている。第２構造部１ｂは、軸部１ｄおよび軸部１ｅを備えるため、ｘ軸方向まわりに回転自由な構成となる。軸部１ｄ、１ｅは、例えば、各構造部の端面の重心に配置される。 In addition, in the present disclosure, the plate-like member itself may have a means for compensating for the effects of rotational motion. For example, the plate-like member 1 shown in FIG. 10 has a first structural part 1a, a second structural part 1b, and a third structural part 1c, in this order, along the x-axis direction (the direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe). In addition, an axle part 1d is arranged between the first structural part 1a and the second structural part 1b, and an axle part 1e is arranged between the second structural part 1b and the third structural part 1c. Since the second structural part 1b has the axle parts 1d and 1e, it is configured to be freely rotatable around the x-axis direction. The axle parts 1d and 1e are arranged, for example, at the center of gravity of the end faces of each structural part.

上述したモーメント付与機構は、板状部材の回転による影響を、モーメントにより予め補正するものであるが、図１０に示す板状部材１は、板状部材の回転運動と、板状部材の並進運動（－ｚ方向への移動）とを分離し、板状部材の回転運動が並進運動に与える影響を無効化する（補正する）ものであるといえる。 The moment applying mechanism described above compensates in advance for the effect of the rotation of the plate-like member by using a moment, but the plate-like member 1 shown in FIG. 10 separates the rotational motion of the plate-like member from the translational motion (movement in the -z direction) of the plate-like member, and can be said to neutralize (compensate) the effect that the rotational motion of the plate-like member has on the translational motion.

また、図１１に示すように、ｘ軸方向（サブフレームの車体幅方向に対応する方向）において、板状部材１の一方の端部に第１円形部材８ａが配置され、板状部材１の他方の端部に第２円形部材８ｂが配置されていてもよい。このような板状部材１は、上述した図１０における第２構造部１ｂと同様に、回転運動の影響を補正でき、車両の前面衝突を精度良く再現できる。また、第１円形部材８ａおよび第２円形部材８ｂは、板状部材１に固定されていてもよく、板状部材１に対して回転自由であってもよい。後者の場合、例えば、板状部材１および第１円形部材８ａの間に軸部８ｃが配置され、板状部材１および第２円形部材８ｂの間に軸部８ｄが配置され、第１円形部材８ａおよび第２円形部材８ｂは、板状部材１に対して、ｘ軸方向まわりに回転自由な構成であってもよい。なお、円形部材８ａおよび円形部材８ｂは、ガイド部材により平面方向の移動が制限されるため、間接的に板状部材１の平面方向の移動も制限される。円形部材の形状は、特に限定されないが、例えば円柱状が挙げられる。軸部は、例えば、板状部材の端面の重心、および、円形部材の円周面の重視に配置される。 Also, as shown in FIG. 11, in the x-axis direction (the direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe), the first circular member 8a may be arranged at one end of the plate-shaped member 1, and the second circular member 8b may be arranged at the other end of the plate-shaped member 1. As with the second structural part 1b in FIG. 10 described above, such a plate-shaped member 1 can correct the influence of rotational motion and accurately reproduce a frontal collision of a vehicle. Also, the first circular member 8a and the second circular member 8b may be fixed to the plate-shaped member 1, or may be freely rotatable relative to the plate-shaped member 1. In the latter case, for example, a shaft part 8c may be arranged between the plate-shaped member 1 and the first circular member 8a, and a shaft part 8d may be arranged between the plate-shaped member 1 and the second circular member 8b, and the first circular member 8a and the second circular member 8b may be freely rotatable around the x-axis direction relative to the plate-shaped member 1. In addition, since the circular members 8a and 8b are restricted in their planar movement by the guide member, the planar movement of the plate-shaped member 1 is indirectly restricted. The shape of the circular member is not particularly limited, but may be, for example, cylindrical. The shaft portion is disposed, for example, at the center of gravity of the end face of the plate-shaped member and at the center of gravity of the circumferential surface of the circular member.

Ｂ．衝突試験方法
本開示における衝突試験方法は、サブフレームに対する落錘式の衝突試験方法であって、上記「Ａ．治具」に記載した治具を用いる衝突試験方法である。具体的には、図３、図４、図５（ａ）に示すように、サブフレーム２０のフロント側（Ｆｒ側）の端部Ｔに板状部材１を取り付け、サブフレーム２０を、車体幅方向αがｘ軸方向となり、車体上下方向βがｙ軸方向となり、車体前後方向γがｚ軸方向となるように治具に配置し、その後、板状部材１上に錘６を落下させる。 B. Collision Test Method The collision test method in the present disclosure is a drop weight type collision test method for a subframe, and is a collision test method using the jig described above in "A. Jig". Specifically, as shown in Figures 3, 4, and 5(a), a plate-like member 1 is attached to an end T on the front side (Fr side) of the subframe 20, and the subframe 20 is placed on the jig so that the vehicle body width direction α is the x-axis direction, the vehicle body up-down direction β is the y-axis direction, and the vehicle body front-rear direction γ is the z-axis direction, and then a weight 6 is dropped onto the plate-like member 1.

本開示における衝突試験方法は、例えば、サブフレームのフロント側の端部に板状部材を取り付ける工程と、上記板状部材が取り取り付けられた上記サブフレームを治具に配置する工程と、上記治具に配置された上記板状部材に錘を落下させる工程と、を有する。これらの各工程の詳細については、基本的に、上記「Ａ．治具」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。 The crash test method disclosed herein includes, for example, a step of attaching a plate-shaped member to the front end of a subframe, a step of placing the subframe with the plate-shaped member attached in a jig, and a step of dropping a weight onto the plate-shaped member placed in the jig. Details of each of these steps are basically the same as those described above in "A. Jig," so a description thereof will be omitted here.

図１２に示すように、錘６が、平面視上、サブフレーム２０の幅（ｘ軸方向の長さ）の全体と重複するように、錘６を落下させてもよい。この場合、サブフレーム２０の前面全体が対象物に衝突した状況を再現できる。一方、図１３に示すように、錘６が、平面視上、サブフレーム２０の幅（ｘ軸方向の長さ）の一部と重複するように、錘６を落下させてもよい。この場合、サブフレーム２０の前面の一部が対象物に衝突した状況を再現できる。 As shown in FIG. 12, the weight 6 may be dropped so that it overlaps with the entire width (length in the x-axis direction) of the subframe 20 in a plan view. In this case, a situation in which the entire front surface of the subframe 20 collides with an object can be reproduced. On the other hand, as shown in FIG. 13, the weight 6 may be dropped so that it overlaps with a portion of the width (length in the x-axis direction) of the subframe 20 in a plan view. In this case, a situation in which a portion of the front surface of the subframe 20 collides with an object can be reproduced.

本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。 This disclosure is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments are merely examples, and anything that has substantially the same configuration as the technical ideas described in the claims of this disclosure and exhibits similar effects is included within the technical scope of this disclosure.

１ … 板状部材
２ … ガイド部材
３ … 台座部材
４ … 柱部材
５ … 補強部材
６ … 錘
７ … モーメント付与機構
８ … 円形部材
１０ … 治具
２０ … サブフレーム Reference Signs List 1 ... plate-like member 2 ... guide member 3 ... base member 4 ... column member 5 ... reinforcing member 6 ... weight 7 ... moment applying mechanism 8 ... circular member 10 ... jig 20 ... subframe

Claims

サブフレームに対する落錘式の衝突試験に用いられる治具であって、
前記サブフレームは、フロント側の領域にサイドフレームと連結するための突起部を有するサブフレームであり、
前記治具は、
前記サブフレームの前記フロント側の端部に取り付けられる板状部材と、
前記板状部材の平面方向の移動を制限するガイド部材と、
を備える治具。 A jig used in a drop weight type crash test for a subframe,
the subframe has a protrusion in a front region for coupling to a side frame,
The jig is
a plate-shaped member attached to the front end of the subframe;
A guide member for limiting the movement of the plate-like member in a planar direction;
A jig comprising:

前記治具は、前記板状部材に前記サブフレームの車体幅方向に対応するｘ軸方向まわりの回転モーメントを付与するモーメント付与機構を備える、請求項１に記載の治具。 The jig according to claim 1, further comprising a moment imparting mechanism that imparts a rotational moment to the plate-shaped member about an x-axis direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe.

前記モーメント付与機構は、前記板状部材に接続され、かつ、張力が付与されたワイヤを少なくとも有する、請求項２に記載の治具。 The jig according to claim 2, wherein the moment applying mechanism has at least a wire connected to the plate-like member and to which tension is applied.

前記サブフレームの車体幅方向に対応するｘ軸方向に沿って、前記板状部材は、第１構造部、第２構造部および第３構造部を、この順に有し、
前記第２構造部は、前記第１構造部および前記第３構造部に対して、前記ｘ軸方向まわりに回転自由である、請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の治具。 the plate-shaped member has a first structural portion, a second structural portion, and a third structural portion, in this order, along an x-axis direction corresponding to a vehicle body width direction of the subframe,
The jig according to claim 1 , wherein the second structural portion is freely rotatable about the x-axis direction relative to the first structural portion and the third structural portion.

前記サブフレームの車体幅方向に対応するｘ軸方向において、前記板状部材の一方の端部に第１円形部材が配置され、前記板状部材の他方の端部に第２円形部材が配置される請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の治具。 The jig according to any one of claims 1 to 3, in which a first circular member is disposed at one end of the plate-like member in the x-axis direction corresponding to the vehicle body width direction of the subframe, and a second circular member is disposed at the other end of the plate-like member.

前記平面方向を、ｘ軸方向およびｙ軸方向で定義し、
前記平面方向に対する高さ方向を、ｚ軸方向で定義した場合に、
前記サブフレームは、車体幅方向が前記ｘ軸方向となり、車体上下方向が前記ｙ軸方向となり、車体前後方向が前記ｚ軸方向となるように、前記治具に配置される、請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の治具。 The planar directions are defined as x-axis and y-axis directions,
When the height direction with respect to the plane direction is defined as the z-axis direction,
The jig described in any one of claims 1 to 5, wherein the subframe is positioned on the jig so that the vehicle body width direction is the x-axis direction, the vehicle body up-down direction is the y-axis direction, and the vehicle body fore-aft direction is the z-axis direction.

サブフレームに対する落錘式の衝突試験方法であって、
請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の治具を用いる、衝突試験方法。 A method for performing a drop weight type crash test on a subframe, comprising:
A collision test method using the jig according to any one of claims 1 to 6.