(57)【要約】【課題】自動車の実車両の側面衝突試験におけるセンターピラーの破壊現象を再現することができる自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置、該装置を用いたセンターピラーの側面衝突試験における試験条件決定方法を提供する。【解決手段】本発明に係る側面衝突試験装置１は、センターピラー１０１とルーフレール模擬部１０３とロッカー模擬部１０５とを有してなる衝突試験構造体１００を用い、センターピラー１０１の側面衝突試験を行うものであって、ロッカー模擬部１０５の前端部及び後端部をそれぞれ支持し、並進を拘束するとともにその軸周りに回転可能かつ該回転を制動可能に支持するロッカー回転制動機構９を有するロッカー支持部７を備え、ロッカー回転制動機構９は、ロッカー模擬部１０５とともに回転するロッカー回転支持部材１９と、ロッカー回転支持部材１９の回転を制動するロッカー回転制動板２５と、を有してなることを特徴とするものである。【選択図】  図１
2020201238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のセンターピラーと、該センターピラーの上端部に接続されて前記自動車のルーフレールを模擬したルーフレール模擬部と、前記センターピラーの下端部に接続されて前記自動車のロッカーを模擬したロッカー模擬部と、を有してなる衝突試験構造体を用いて、前記センターピラーの側面衝突試験を行う自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置であって、
前記センターピラーの側面に衝突させる衝突体と、
前記ルーフレール模擬部の前端部及び後端部をそれぞれ支持するルーフレール支持部と、
前記ロッカー模擬部の前端部及び後端部をそれぞれ支持するロッカー支持部と、を備え、
該ロッカー支持部は、前記センターピラーに前記衝突体を衝突させたときに前記ロッカー模擬部の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能かつ該回転を制動可能に支持するロッカー回転制動機構を有し、
該ロッカー回転制動機構は、
前記ロッカー模擬部の端面に取り付けられて該ロッカー模擬部とともに前記軸周りに回転し、外面の少なくとも一部に円弧面部が形成されたロッカー回転支持部材と、
該ロッカー回転支持部材の回転中心を回転可能にその並進を拘束して支持するロッカー回転軸支持部と、
一端側が前記ロッカー回転支持部材の外面に取り付けられるとともに前記円弧面部の接線方向に沿って配設され、前記センターピラーに前記衝突体を衝突させたときに前記ロッカー回転支持部材の回転を制動しつつ伸長し、前記円弧面部に巻き付けられるロッカー回転制動板と、
該ロッカー回転制動板の他端側を固定するロッカー回転制動板固定部と、を有してなることを特徴とする自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置。
【請求項２】
該ルーフレール支持部は、前記センターピラーに前記衝突体を衝突させたときに前記ルーフレール模擬部の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能かつ該回転を制動可能に支持するルーフレール回転制動機構を有し、
該ルーフレール回転制動機構は、
前記ルーフレール模擬部の端面に取り付けられて該ルーフレール模擬部とともに前記軸周りに回転し、外面の少なくとも一部に円弧面部が形成されたルーフレール回転支持部材と、
該ルーフレール回転支持部材の回転中心を回転可能にその並進を拘束して支持するルーフレール回転軸支持部と、
一端側が前記ルーフレール回転支持部材の外面に取り付けられるとともに前記円弧面部の接線方向に沿って配設され、前記センターピラーに前記衝突体を衝突させたときに前記ルーフレール回転支持部材の回転を制動しつつ伸長し、前記円弧面部に巻き付けられるルーフレール回転制動板と、
該ルーフレール回転制動板の他端側を固定するルーフレール回転制動板固定部と、を有してなることを特徴とする請求項１記載の自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置。
【請求項３】
前記ルーフレール回転制動機構における前記ルーフレール回転制動板の材料特性、形状及び寸法の少なくともいずれか一つは、前記ルーフレール模擬部の前端部側と後端部側とで異なるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置。
【請求項４】
前記ロッカー回転制動機構における前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法の少なくともいずれか一つは、前記ロッカー模擬部の前端部側と後端部側とで異なるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置に用いる前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法を試験条件として決定する自動車のセンターピラーの側面衝突試験条件決定方法であって、
前記自動車をモデル化した車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、
該車両モデルの側方からセンターピラーの側面に衝突物を衝突させる側面衝突解析を行い、該側面衝突解析により前記車両モデルにおける前記自動車のロッカーの軸周りの回転角度を取得する車両モデル側面衝突解析ステップと、
前記衝突試験構造体と前記側面衝突試験装置とをモデル化した側面衝突試験モデルを作成する側面衝突試験モデル作成ステップと、
該側面衝突試験モデルにおける前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法を設定する回転制動板設定ステップと、
前記側面衝突試験モデルのセンターピラーに衝突体を衝突させる側面衝突解析を行い、前記ロッカー模擬部の回転角度を取得する側面衝突試験モデル解析ステップと、
前記車両モデル側面衝突解析ステップで取得した前記ロッカーの回転角度と前記側面衝突試験モデル解析ステップで取得した前記ロッカー模擬部の回転角度とを比較する回転角度比較ステップと、
該回転角度比較ステップにおいて前記比較した回転角度が所定の範囲となるまで、前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法を変更し、前記回転制動板設定ステップ、前記側面衝突試験モデル解析ステップ及び前記回転角度比較ステップを繰り返して実行する繰り返しステップと、
該繰り返しステップにおいて、前記比較した前記ロッカー模擬部の回転角度と前記ロッカーの回転角度とが所定の範囲となったときの前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法を試験条件として決定する試験条件決定ステップと、を有することを特徴とする自動車のセンターピラーの側面衝突試験条件決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置、該側面衝突試験装置を用いたセンターピラーの側面衝突試験における試験条件決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車には厳しい衝突安全性が求められ、市販される自動車においては実際の車両（以下、「実車両」という。）を用いて様々な衝突試験が実施されている。また、自動車の開発段階においては、試作車を作製し、その衝突試験により衝突安全性等の性能が確認されるが、求められる衝突性能が満足されない場合、改良を施した試作車を作製して再度衝突試験が実施される。このような試作車の再作製とその再試験が、求められる衝突性能が満足されるまで複数回繰り返されることもあり、開発コストの増大や開発日程の遅れなどの問題が発生していた。
【０００３】
このような問題を回避するには、試作車の作製とその衝突試験による衝突性能の評価に先立ち、ボデー骨格を構成する構造部材のうち実車両を用いた衝突試験で損傷を受ける部位となる構造部材や、該構造部材とその周囲にある他の構造部材とから構成される構造体を試験対象として実車両の衝突を模擬した衝突試験を行い、かかる構造部材や構造体の衝突性能を検討することが有効である。また、このような構造部材又は構造体を用いた衝突試験を行う前に、該構造部材又は構造体を解析対象とした有限要素法（ＦＥＭ）解析によってそれらの衝突性能を検討する場合もある。これらの検討においては、試作車の衝突試験で発生する現象を極力再現できる条件で前記構造部材又は構造体の衝突試験あるいはＦＥＭ解析を実施することが、自動車のボデー骨格の開発において重要になっている。
【０００４】
自動車の衝突試験のうち、車両の側面に他の車両が衝突することを想定した側面衝突試験では、他の車両が衝突する位置にあるセンターピラーとこれを支えるルーフレールおよびロッカーを有してなる衝突試験構造体を用いて、センターピラーの側面衝突性能が評価される。そして、センターピラーの形状や材料（材料強度、厚さ等）の構成を変更して側面衝突試験を行い、その試験結果に基づいて側面衝突性能を評価することにより、求める側面衝突性能を満足するセンターピラーが開発される。
このような衝突試験構造体を用いた側面衝突試験では、ルーフレール及びロッカーの車両前後方向における前端及び後端をそれぞれ固定あるいは半固定した状態で、センターピラーの所定位置に他の車両を模擬した衝突体を衝突させる方法が多く採用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、自動車の骨格部材であるサイドシル（ロッカー）とセンターピラーで構成される構造体を用いる衝撃試験において、サイドシルおよびセンターピラーのそれぞれに吸収されるエネルギーを測定する方法が開示されている。当該方法では、サイドシルの長手方向の両端を固定することにより、該サイドシルの両端の変位を拘束した状態にして衝撃試験を行う。
【０００６】
また、特許文献２には、側突時を模擬した車両用センターピラー構造のＦＥＭ解析により該車両用センターピラー構造の側突性能を評価する方法が開示されている。当該ＦＥＭ解析においては、境界条件として、ルーフレールに接合する上端部に完全拘束条件、さらにロッカーに接合する下端部に回転を自由にした拘束条件を与えるものとしている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、センターピラーと、センターピラーの下端部から前後方向に伸びるサイドシル（ロッカー）の一部と、センターピラーの上端部から前後方向に伸びるルーフレールの一部とを有するセンターピラーアッセンブリを試験体とし、水平方向に移動する打撃子によってセンターピラーに側面から衝撃を加える衝突試験において、前記サイドシルおよび前記ルーフレールが塑性変形（捩り変形および曲げ変形）する点に着目し、複数の形鋼で構成されて横断面が開断面や十字形である試験体支持治具により前記サイドシル及びルーフレールの両端をそれぞれ支持する技術が開示されている。そして、当該技術によれば、試験体支持部の一部に断面徐変部を形成することで該試験体支持部の剛性を調整し、センターピラーの側面衝突性能を正確に評価することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−４６２７号公報
【特許文献２】特開２０１６−１９３７０９号公報
【特許文献３】特許第６０７０８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
自動車の実車両を用いた側面衝突試験では、該実車両のセンターピラーにおいてはその下部が車両内側に湾曲または折れ曲がる現象が多数見られ、同時に該実車両のロッカーにおいては湾曲などの折れに加えてねじれなどの回転を伴う変形が見られる。そのため、センターピラーを有する構造体を用いた側面衝突試験においても、実車両と同様の現象を再現することが要求される。
【００１０】
そこで、発明者らは、図２に示すような、センターピラー１０１と、センターピラー１０１の上端部に接続するルーフレール模擬部１０３と、センターピラー１０１の下端部に接続するロッカー模擬部１０５と、を有してなる衝突試験構造体１００を解析対象とし、センターピラー１０１の側面に衝突体を衝突させる側面衝突試験のＦＥＭ解析を行い、該ＦＥＭ解析の結果から、衝突試験構造体１００を用いた側面衝突試験における現象や側面衝突性能が、実車両を用いた衝突試験における現象や側面衝突性能をどこまで再現できているかについて鋭意検討した。
【００１１】
まず、特許文献１に開示されているように、衝突試験構造体１００のロッカー模擬部１０５の長手方向（図２中の車両前後方向）の両端部を完全拘束してＦＥＭ解析を行った場合、センターピラー１０１の下部が衝突体によって押し潰され、実車両の側面衝突試験で見られたセンターピラー下部が湾曲または折れ曲がるといった現象とは異なる変形となることが判明した。
【００１２】
また、特許文献２に開示されているように、並進を拘束したロッカー模擬部１０５の車両前後方向の両端部を回転自由にしてＦＥＭ解析を行った場合、実車両の側面衝突試験と同じように、センターピラー１０１の下部は大きく湾曲または折れ曲がりが発生した。しかしながら、ロッカー模擬部１０５の軸周りの回転角度が大きく、センターピラー１０１の構造によっては、実車両の側面衝突試験とは異なる破壊現象が発生することがあると判明した。さらに、ロッカー模擬部１０５の両端部を回転自由に拘束すると、実車両の側面衝突試験で破断が発生した部位には破断が発生せず、他の部位が破断する等の差異が見られ、実車両に発生する破壊現象を正確に予測できない場合があるという問題が判明した。
【００１３】
その点、特許文献３に開示されているように、実車両のルーフレールおよびロッカーと同等の捩り剛性および曲げ剛性を有する支持治具により衝突試験構造体１００のルーフレール模擬部１０３及びロッカー模擬部１０５を支持した場合、実車両の側面衝突試験で発生する破壊現象により近く再現することが可能であると考えられた。しかしながら、かかる支持治具の横断面形状の選定や一部に形成する断面徐変部の形状設計には、多くの知見や経験の蓄積が必要であり、その効果を確認する解析モデルの作成、ＦＥＭ解析の実行、実試験での試行錯誤に多くの労力やコストを要した。
【００１４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、より簡便な機構で、なおかつ、より簡便な条件調整によって、実車両の側面衝突試験において発生するセンターピラーの破壊現象を再現することができる自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置、該側面衝突試験装置を用いたセンターピラーの側面衝突試験における試験条件決定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
近年においては自動車に要求される衝突性能の強化により、センターピラーに高強度鋼板が適用されて強度が大幅に向上している。同時に、センターピラーを支えるルーフレールとロッカーにも高強度鋼板が適用され、強度が大幅に向上している。それゆれ、センターピラーに高強度鋼板を用いた実車両の側面衝突試験におけるセンターピラーの変形は、ルーフレールとロッカーの変形の抑制に伴いロッカーとの接続部付近のロア部に破断が生じにくい状態になっている。
【００１６】
これに対し、前述のとおり、図２に示すような衝突試験構造体１００を用いたセンターピラー１０１の側面衝突試験において、特許文献２に開示されている技術のように、並進を拘束したロッカー模擬部１０５の両端部を回転自由にすると、ロッカー模擬部１０５の回転が過剰となってしまい、センターピラー１０１の破断現象はロア部１０１ｂの破断が先行して発生し、アッパー部１０１ａには破断が生じないという結果となって、実車両の側面衝突試験におけるセンターピラーの破断現象とは大きく異なるものであった。
【００１７】
そこで、本発明者は、図２に示すような衝突試験構造体１００を用いたセンターピラー１０１の側面衝突試験において、実車両の側面衝突におけるセンターピラーの破断現象を良好に再現することができる手段について、鋭意検討した。
その結果、並進を拘束したロッカー模擬部１０５の回転を可能にして支持することに加え、該回転に制動を付与することができる機構を設けてロッカー模擬部１０５の両端部を支持すれば良いことを着想するに至った。さらに、ロッカー模擬部１０５の回転に制動を簡易的に付与するとともに、該制動を容易に調整することが可能な手段についてさらに検討を進めた。
本発明は、かかる検討に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
【００１８】
（１）本発明に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置は、自動車のセンターピラーと、該センターピラーの上端部に接続されて前記自動車のルーフレールを模擬したルーフレール模擬部と、前記センターピラーの下端部に接続されて前記自動車のロッカーを模擬したロッカー模擬部と、を有してなる衝突試験構造体を用いて、前記センターピラーの側面衝突試験を行うものであって、前記センターピラーの側面に衝突させる衝突体と、前記ルーフレール模擬部の前端部及び後端部をそれぞれ支持するルーフレール支持部と、前記ロッカー模擬部の前端部及び後端部をそれぞれ支持するロッカー支持部と、を備え、該ロッカー支持部は、前記センターピラーに前記衝突体を衝突させたときに前記ロッカー模擬部の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能かつ該回転を制動可能に支持するロッカー回転制動機構を有し、該ロッカー回転制動機構は、前記ロッカー模擬部の端面に取り付けられて該ロッカー模擬部とともに前記軸周りに回転し、外面の少なくとも一部に円弧面部が形成されたロッカー回転支持部材と、該ロッカー回転支持部材の回転中心を回転可能にその並進を拘束して支持するロッカー回転軸支持部と、一端側が前記ロッカー回転支持部材の外面に取り付けられるとともに前記円弧面部の接線方向に沿って配設され、前記センターピラーに前記衝突体を衝突させたときに前記ロッカー回転支持部材の回転を制動しつつ伸長し、前記円弧面部に巻き付けられるロッカー回転制動板と、該ロッカー回転制動板の他端側を固定するロッカー回転制動板固定部と、を有してなることを特徴とするものである。
【００１９】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、該ルーフレール支持部は、前記センターピラーに前記衝突体を衝突させたときに前記ルーフレール模擬部の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能かつ該回転を制動可能に支持するルーフレール回転制動機構を有し、該ルーフレール回転制動機構は、前記ルーフレール模擬部の端面に取り付けられて該ルーフレール模擬部とともに前記軸周りに回転し、外面の少なくとも一部に円弧面部が形成されたルーフレール回転支持部材と、該ルーフレール回転支持部材の回転中心を回転可能にその並進を拘束して支持するルーフレール回転軸支持部と、一端側が前記ルーフレール回転支持部材の外面に取り付けられるとともに前記円弧面部の接線方向に沿って配設され、前記センターピラーに前記衝突体を衝突させたときに前記ルーフレール回転支持部材の回転を制動しつつ伸長し、前記円弧面部に巻き付けられるルーフレール回転制動板と、該ルーフレール回転制動板の他端側を固定するルーフレール回転制動板固定部と、を有してなることを特徴とするものである。
【００２０】
（３）上記（２）に記載のものにおいて、前記ルーフレール回転制動機構における前記ルーフレール回転制動板の材料特性、形状及び寸法の少なくともいずれか一つは、前記ルーフレール模擬部の前端部側と後端部側とで異なるようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記ロッカー回転制動機構における前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法の少なくともいずれか一つは、前記ロッカー模擬部の前端部側と後端部側とで異なるようにしたことを特徴とするものである。
【００２２】
（５）本発明に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験条件決定方法は、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置に用いる前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法を試験条件として決定するものであって、前記自動車をモデル化した車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、該車両モデルの側方からセンターピラーの側面に衝突物を衝突させる側面衝突解析を行い、該側面衝突解析により前記車両モデルにおける前記自動車のロッカーの軸周りの回転角度を取得する車両モデル側面衝突解析ステップと、前記衝突試験構造体と前記側面衝突試験装置とをモデル化した側面衝突試験モデルを作成する側面衝突試験モデル作成ステップと、該側面衝突試験モデルにおける前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法を設定する回転制動板設定ステップと、前記側面衝突試験モデルのセンターピラーに衝突体を衝突させる側面衝突解析を行い、前記ロッカー模擬部の回転角度を取得する側面衝突試験モデル解析ステップと、前記車両モデル側面衝突解析ステップで取得した前記ロッカーの回転角度と前記側面衝突試験モデル解析ステップで取得した前記ロッカー模擬部の回転角度とを比較する回転角度比較ステップと、該回転角度比較ステップにおいて前記比較した回転角度が所定の範囲となるまで、前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法を変更し、前記回転制動板設定ステップ、前記側面衝突試験モデル解析ステップ及び前記回転角度比較ステップを繰り返して実行する繰り返しステップと、該繰り返しステップにおいて、前記比較した前記ロッカー模擬部の回転角度と前記ロッカーの回転角度とが所定の範囲となったときの前記ロッカー回転制動板の材料特性、形状及び寸法を試験条件として決定する試験条件決定ステップと、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、センターピラーの側面に衝突体が衝突した際のロッカー模擬部の回転に制動を付与することができ、簡便な機構及び簡便な条件調整によって、実車両の側面衝突試験で発生するセンターピラーの破壊現象をより精度よく再現することができ、小規模の試験によってセンターピラーの構造や材料の検討、選定ができるようになるとともに、実車両での構造見直しを少なくして、ボデー骨格構造の開発を効率化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置の構成を示す図である。
【図２】本発明において、側面衝突試験の対象とする衝突試験構造体を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置の構成を説明する図である（その１）。
【図４】本発明の実施の形態１に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置の構成を説明する図である（その２）。
【図５】本発明の実施の形態１に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置に用いるロッカー回転制動板の形状の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置の作用効果を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置の他の構成の例を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験条件決定方法を説明する図である。
【図９】実施例１及び実施例２において、側面衝突試験の対象としたセンターピラーを有してなる衝突試験構造体を示す図である。
【図１０】実施例１において、側面衝突試験におけるセンターピラーの変形を示す断面図である（（ａ）衝突試験構造体（ロッカー回転制動板：短冊形状、無酸素銅）、（ｂ）衝突試験構造体（ロッカー回転制動板：短冊形状金属板、軟鋼）、（ｃ）実車両）。
【図１１】実施例１において、本発明に係る側面衝突試験装置による衝突試験構造体の衝突試験において測定した荷重のグラフである。
【図１２】実施例２において、側面衝突試験におけるセンターピラーの変形を示す断面図である（（ａ）衝突試験構造体（ロッカー回転制動板：ダンベル形状、無酸素銅）、（ｂ）衝突試験構造体（ロッカー回転制動板：ダンベル形状、軟鋼）、（ｃ）実車両）。
【図１３】実施例２において、本発明に係る側面衝突試験装置による衝突試験構造体の衝突試験において測定した荷重のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について説明するに先立ち、本発明において側面衝突試験の対象とするセンターピラーを有してなる衝突試験構造体について説明する。
なお、本明細書及び図面は、側面衝突試験におけるセンターピラーの姿勢が自動車の実車両におけるセンターピラーの姿勢と同一となるように、センターピラーが起立した状態で配置されたものとして説明しているが、本発明は、センターピラーの姿勢及び配置がこれに限定されるものではない。
そのため、本発明における「上端部」、「下端部」、「側方」、「前端」、「後端」等の位置や方向を表す語句は、自動車の実車両におけるセンターピラーの姿勢及び配置を基準とした相対的な位置及び方向（車両上下方向、車両幅方向及び車両前後方向）を表すものであり、側面衝突試験におけるセンターピラーの姿勢及び配置を基準とした絶対的な位置及び方向を表すものではない。
さらに、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付する。
【００２６】
＜衝突試験構造体＞
衝突試験構造体１００は、図２に一例として示すように、自動車のセンターピラー１０１と、センターピラー１０１の上端部に接続されたルーフレール模擬部１０３と、センターピラー１０１の下端部に接続されたロッカー模擬部１０５と、を有してなるものである。
【００２７】
ルーフレール模擬部１０３は、自動車の実車両のルーフレールを模擬したものであり、該ルーフレールをセンターピラー１０１の上端部との接続部の前後で車両前後方向と直角な面で切断したものである。そして、ルーフレール模擬部１０３の前端及び後端には、後述する自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置に取り付けるための部材として、固定板１０７が接合されている。なお、ルーフレール模擬部１０３は実車両のルーフレールを切り出したものでもよい。
【００２８】
ロッカー模擬部１０５は、自動車の実車両のロッカーを模擬したものであり、該ロッカーをセンターピラー１０１の下端部との接続部の前後で車両前後方向と直角な面で切断したものである。そして、ロッカー模擬部１０５の前端及び後端には、後述する自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置に取り付けるための部材として、円板１０９が接合されている。なお、ロッカー模擬部１０５は実車両のロッカーを切り出したものでよい。
【００２９】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置１（以下、単に「側面衝突試験装置１」という。）は、図２に例示するような衝突試験構造体１００を用いて、センターピラー１０１の側面衝突試験を行うものであって、図１に示すように、衝突体３と、ルーフレール支持部５と、ロッカー支持部７と、を備え、ロッカー支持部７は、ロッカー回転制動機構９を有するものである。
以下、図１〜図６に基づいて、上記の各構成について説明する。なお、図３はロッカー回転制動機構９の構成を、図４はロッカー回転制動機構９が支持された状態を示すために、便宜上、いくつかの他の構成要素を取り外した状態を図示したものである。
【００３０】
＜衝突体＞
衝突体３は、衝突試験構造体１００の側方（車両幅方向における車両外側に相当）から水平方向にセンターピラー１０１の側面に衝突させるものであり、実車両の側方からセンターピラーの側面に衝突する他の車両のバンパーを模擬したロアパンチ３ａと、当該他の車両の車両本体を模擬したアッパパンチ３ｂとを有する。
【００３１】
＜ルーフレール支持部＞
ルーフレール支持部５は、ルーフレール模擬部１０３の前端部及び後端部をそれぞれ支持するものである。
本実施の形態１に係る側面衝突試験装置１において、ルーフレール支持部５は、センターピラー１０１に衝突体３を衝突させたときにルーフレール模擬部１０３の並進及び軸周りの回転を拘束するように、ルーフレール模擬部１０３の前端と後端それぞれに接合された固定板１０７（図２参照）を介してルーフレール模擬部１０３を支持するものである。
【００３２】
さらに、ルーフレール支持部５には、衝突体３がセンターピラー１０１の側面に衝突した際の荷重を測定するためのロードセル１１（図４参照）と、ルーフレール模擬部１０３の前端部及び後端部の車体幅方向における位置を調整するためのルーフレール位置調整部材１３（図１参照）が設置されている。
【００３３】
＜ロッカー支持部＞
ロッカー支持部７は、ロッカー模擬部１０５の前端部及び後端部をそれぞれ支持するものであり、センターピラー１０１の側面に衝突体３を衝突させたときにロッカー模擬部１０５の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能かつ該回転を制動可能に支持するロッカー回転制動機構９を有する。
【００３４】
また、ロッカー支持部７には、衝突体３がセンターピラー１０１の側面に衝突した際の荷重を測定するためのロードセル１５（図４参照）と、ロッカー模擬部１０５の前端部及び後端部の車体幅方向における位置を調整するためのロッカー位置調整部材１７（図１参照）が設置されている。
【００３５】
＜ロッカー回転制動機構＞
ロッカー回転制動機構９は、ロッカー回転支持部材１９と、ロッカー回転軸２１（図３）と、ロッカー回転軸支持部２３と、ロッカー回転制動板２５と、ロッカー回転制動板固定部２７と、を有してなるものである。
【００３６】
≪ロッカー回転支持部材≫
ロッカー回転支持部材１９は、ロッカー模擬部１０５の前端部及び後端部それぞれの端面に取り付けられてロッカー模擬部１０５とともに軸周りに回転し、外面の少なくとも一部に前記回転の回転軸に直交する断面が、ロッカー回転制動板２５が巻き付くように円弧状の円弧面部１９ａ(図３)が形成された部材である。
本実施の形態１において、ロッカー回転支持部材１９は、その回転軸がロッカー模擬部１０５の中心軸と同軸となるように、ロッカー模擬部１０５の前端及び後端のそれぞれに接合された円板１０９に取り付けられている。また、ロッカー回転支持部材１９の円弧面部１９ａは、前記回転軸を中心とする同一半径としてもよい。
【００３７】
自動車の実車両を用いた側面衝突試験では、時速30kmから、さらには時速50kmを超える速度で衝突させるものもある。このような高速で衝突するとき、ルーフレールやロッカーのねじれなどの回転運動も高速になる。
【００３８】
ロッカー回転支持部材１９と円板１０９は、ロッカー模擬部１０５とともに回転するが、かかる回転軸回りのロッカー回転支持部材１９と円板１０９の慣性モーメントが過剰に大きいと、高速での衝突試験においてロッカー模擬部１０５が回転しようとするときに大きな制動力がかかり回転が遅れ、また回転が停止するときには減速を遅らせるとともにより回転角度を大きくし、実車両の側面衝突試験でのロッカーのねじれなどの回転の挙動から大きなずれを生じる場合がある。
【００３９】
それゆえ、車両の前後方向を軸とし、実車両におけるフロントピラー下部の後端からリアピラー下部の前端までのロッカーの慣性モーメントと比較して、側面衝突試験装置１におけるロッカー回転支持部材１９及び円板１０９の慣性モーメントの合計が10倍以下、より好ましくは5倍以下となるように、ロッカー回転支持部材１９と円板１０９の寸法及び材質を選定することにより、実車両の側面衝突試験でのセンターピラーの破壊現象を良好に再現することが可能になる。
【００４０】
＜ロッカー回転軸＞
ロッカー回転軸２１は、図３に示すように、ロッカー回転支持部材１９の回転中心に一致させたものである。
【００４１】
＜ロッカー回転軸支持部＞
ロッカー回転軸支持部２３は、ロッカー回転軸２１を回転可能にその並進を拘束して支持するものである。
【００４２】
＜ロッカー回転制動板＞
ロッカー回転制動板２５は、一端側がロッカー回転支持部材１９の外面に取り付けられるとともに円弧面部１９ａ（図３）における円弧の接線方向に沿って配設され、センターピラー１０１の側面に衝突体３を衝突させたときにロッカー模擬部１０５の回転により引っ張られて伸長することで前記回転を制動し、円弧面部１９ａに巻き付けられるものである。
本実施の形態１において、ロッカー回転制動板２５は、図５に例示するように、平行部２５ａと端部２５ｂを有する平面視でダンベル形状のものである。
なお、ロッカー回転制動板２５は、円弧面部１９ａの円弧の接線方向とともに衝突体３の衝突方向に直交する方向に配設すると、衝突時の車両高さ方向の荷重が測定できて好ましい。
【００４３】
＜ロッカー回転制動板固定部＞
ロッカー回転制動板固定部２７は、ロッカー回転制動板２５の他端側の端部２５ｂ（図５）を固定するものである。
【００４４】
次に、本発明に係る側面衝突試験装置の作用効果を、図６を用いて説明する。
なお、図６は、後述する本発明の実施の形態２において、側面衝突試験の試験対象となるセンターピラー１０１を有する衝突試験構造体１００（図２）と、側面衝突試験装置１（図１）における衝突体３、ルーフレール支持部５及びロッカー支持部７とをモデル化した側面衝突試験モデル１１０を図示したものであるが、側面衝突試験モデル１１０に含まれる各構成要素の機能は、該各構成要素に対応する衝突試験構造体１００及び側面衝突試験装置１の各構成要素と同じである。
【００４５】
図６に示すように、センターピラー１０１の側面に衝突体３（ロアパンチ３ａ及びアッパパンチ３ｂ）を衝突させると、センターピラー１０１の下端部に接続されたロッカー模擬部１０５においては、並進が拘束されるとともにその軸周りに回転可能に支持されているため、その軸周りに車両内側への回転が生じる。
【００４６】
このとき、ロッカー回転支持部材１９の外面には、ロッカー回転制動板２５が取り付けられており、ロッカー回転支持部材１９の回転によりロッカー回転制動板２５には引張方向の荷重が作用する。この引張方向の荷重により、ロッカー回転制動板２５が伸長するとともにロッカー回転支持部材１９の回転に制動が付与される。そして、伸長したロッカー回転制動板２５は、ロッカー回転支持部材１９の回転にともなって円弧面部１９ａに巻き付く。
【００４７】
このように、ロッカー回転制動機構９を有するロッカー支持部７によりロッカー模擬部１０５の前端部及び後端部を支持することで、簡便な機構により、ロッカー模擬部１０５の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能かつ該回転に制動を付与することができ、実車両を用いた側面衝突試験で発生するセンターピラーの破壊現象を再現することができる。
【００４８】
さらに、本発明に係る側面衝突試験装置において、ロッカー回転制動板２５の材料特性、形状及び寸法を適宜変更することで、ロッカー模擬部１０５の回転に付与する制動を調整することができる。
【００４９】
ロッカー回転制動板２５の材料については、ロッカー模擬部１０５の回転によりロッカー回転制動板２５に引張方向の荷重が作用した際に、破断せずに伸長することができる引張強度を有するものであればよく、軟鋼や無酸素銅が例示できる。
【００５０】
ロッカー回転制動板２５の形状については、前述のとおり、図５に示すような両端部２５ｂ、２５ｂの間に平行部２５ａを有する平面視でダンベル形状の他、板幅が一定の短冊形状のものが挙げられ、形状については特に制限はない。もっとも、ロッカー回転支持部材１９が回転した際に、引張荷重が均一に作用してロッカー回転支持部材１９の回転を制動することが可能な形状であることが好ましい。そのため、ロッカー回転支持部材１９の円弧面部１９ａは前記回転軸を中心とする同一半径としてもよい。
【００５１】
この観点から、ダンベル形状のロッカー回転制動板２５においては、ダンベル形状の一端側の端部２５ｂがロッカー回転支持部材１９に取り付けられ、他端側の端部２５ｂがロッカー回転制動板固定部２７に固定された状態で衝突体３（図１）を衝突させると、平行部２５ａ（図５）に引張荷重が均一に作用することで、ロッカー回転支持部材１９の回転を良好に制動することができて好ましい。
【００５２】
ロッカー回転制動板２５の寸法については、ロッカー回転支持部材１９の回転による引張方向の荷重に対して破断しないよう、板厚及び板幅を設定すればよく、また、破断せずに伸長する長さを設定すればよい。
【００５３】
このように、ロッカー回転制動板２５のパラメータとして、材料特性、形状及び寸法を適宜設定することで、実車両で発生するセンターピラーの破壊現象の再現性を向上することができる。これにより、実車両を用いずに小規模の衝突試験により、センターピラーの構造や材料の検討ができるようになるとともに、実車両での構造見直しを少なくしてボデー骨格構造の開発を効率化することができる。
【００５４】
なお、ロッカー回転制動板２５は、その材料特性、形状及び寸法がロッカー模擬部１０５の前端部側と後端部側とで同一のものであることを要するものではない。すなわち、対象とする車両の側面衝突試験におけるロッカーの前端部と後端部の軸周りの回転の違いに応じて、ロッカー模擬部１０５の前端部側と後端部側とでロッカー回転制動板２５の材料特性、形状及び寸法の少なくとも一つが異なるようにされたものであってもよい。
【００５５】
上記の本実施の形態１に係る説明は、ロッカー支持部７とロッカー回転制動機構９が個別に構成されたものであったが、より好ましくは、図７に例示するように、ロッカー支持部４１の中にロッカー回転制動機構４３が内蔵された構成とするのがよい。ここで、図７は説明の都合上、ロッカー模擬部１０５の前端部を支持するロッカー支持部４１とロッカー回転制動機構４３を拡大して図示したものであるが、ロッカー模擬部１０５の後端部を支持するものについても同様の構成である。また、図７においては、ロッカー支持部４１の中に設けられた各構成要素が見えるように、ロッカー支持部４１の一部を点線で表示している。
【００５６】
ロッカー支持部４１は、ロッカー模擬部１０５の前端部及び後端部をそれぞれ支持するものであり、センターピラー１０１の側面に衝突体３を衝突させたときにロッカー模擬部１０５の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能かつ該回転を制動可能に支持するロッカー回転制動機構４３を有する。
【００５７】
ロッカー回転制動機構４３は、ロッカー回転支持部材４５と、ロッカー回転軸支持部４７と、ロッカー回転制動板２５と、ロッカー回転制動板固定部２７と、を有してなるものである。
【００５８】
ロッカー回転支持部材４５は、前述のロッカー回転支持部材１９（図３参照）と同様に、ロッカー模擬部１０５の前端及び後端のそれぞれに接合された円板１０９に取り付けられてロッカー模擬部１０５とともに軸周りに回転し、図７（ｂ）に示すように、車両前後方向中央部の外面に取り付けられたロッカー回転制動板２５が巻き付くように形成された円弧面部４５ａ（図３の円弧面部１９ａ参照）と、車両前後方向両端部の外面が円周面状に形成された円周面部４５ｂと、を有する。
【００５９】
ロッカー回転軸支持部４７は、前述したロッカー回転軸２１（図３参照）の代わりに、ロッカー回転支持部材４５の車両前後方向両端部の円周面部４５ｂを回転可能にその並進を拘束して支持するものであり、円周面部４５ｂを支持する支持板部材４７ａを有してなる略コ字形状の部材である。
そして、ロッカー回転軸支持部４７の略コ字形状の内側にロッカー回転支持部材４５が配設され、支持板部材４７ａの孔部４７ｂにロッカー回転支持部材４５の円周面部４５ｂが貫入されることにより、ロッカー回転支持部材４５は回転可能にその並進を拘束して支持されている。
【００６０】
図７に例示するような本実施の形態１の他の構成においては、ロードセル１５の車両幅方向の軸がロッカー回転軸支持部４７に接続する点、すなわち、衝突体３の衝突に伴い、ロッカー模擬部１０５に作用する水平方向の荷重を支持する支点と、ロッカー回転支持部材４５にロッカー回転制動板２５が固定される点、すなわちロッカー模擬部１０５の回転に対して車両高さ方向の制動力を作用させる作用点とが、車両前後方向において同一位置となるようにすることができる。
【００６１】
このようにすれば、車両幅方向に作用するロッカー支持荷重と、車両高さ方向に作用するロッカー回転制動荷重とが、衝突体３の衝突方向から見て一致する点に作用することにより、ロッカー模擬部１０５の回転軸回り以外の回転やねじれを抑制し、ロッカー模擬部１０５の回転を実車両の衝突試験におけるロッカーの動きに近づけることが可能になる。
【００６２】
上記の本実施の形態１に係る側面衝突試験装置１は、ロッカー模擬部１０５を支持するロッカー支持部７は、ロッカー模擬部１０５の前端部と後端部の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能に支持されるものであるのに対し、ルーフレール模擬部１０３を支持するルーフレール支持部５が、ルーフレール模擬部１０３の前端部及び後端部の並進と回転の双方を拘束して支持されるものであった。
【００６３】
もっとも、本発明に係る側面衝突試験装置は、図６に模式的に示すように、ルーフレール模擬部１０３の前端部及び後端部を支持するルーフレール支持部２９が、ルーフレール模擬部１０３の並進を拘束するともに、その軸周りに回転可能かつ該回転を制動可能に支持するルーフレール回転制動機構３１を有するものであってもよい。
【００６４】
そして、ルーフレール回転制動機構３１は、前述のロッカー回転制動機構９と同様、ルーフレール回転支持部材３３と、ルーフレール回転軸（図示なし）、ルーフレール回転軸支持部（図示なし）と、ルーフレール回転制動板３５と、ルーフレール回転制動板固定部３７と、を有してなるものである。
【００６５】
ルーフレール回転支持部材３３は、ルーフレール模擬部１０３の前端部及び後端部それぞれの端面に取り付けられてルーフレール模擬部１０３とともに軸周りに回転し、外面の少なくとも一部に前記回転の回転軸に直交する断面が円弧状の円弧面部３３ａ(図６)が形成された部材である。
【００６６】
ルーフレール回転軸は、ルーフレール回転支持部材３３の回転中心からその回転軸方向の外方に突出したものである。
ルーフレール回転軸支持部は、前記ルーフレール回転軸を回転可能にその並進を拘束して支持するものである。
【００６７】
ルーフレール回転制動板３５は、一端側がルーフレール回転支持部材３３の外面に取り付けられるとともに円弧面部３３ａにおける円弧の接線方向に沿って配設され、センターピラー１０１の側面に衝突体３を衝突させたときにルーフレール模擬部１０３の回転により伸長することで前記回転に制動を付与し、円弧面部３３ａに巻き取られるものである。ルーフレール回転制動板３５の形状としては、ダンベル形状（図５参照）や、短冊形状が例示できる。
そして、ルーフレール回転制動板固定部３７は、ルーフレール回転制動板３５の他端側を固定するものである。なお、ルーフレール回転制動板３５は、円弧面部３３ａの円弧の接線方向とともに衝突体３の衝突方向に直交する方向に配設すると、衝突時の車両高さ方向の荷重が測定できて好ましい。
【００６８】
このように、ロッカー回転制動機構９を有するロッカー支持部７によりロッカー模擬部１０５の前端部及び後端部を支持することに加え、ルーフレール回転制動機構３１を有するルーフレール支持部５によりルーフレール模擬部１０３の前端部及び後端部を支持することで、衝突試験構造体１００のセンターピラー１０１に衝突体３が衝突した際に、ルーフレール模擬部１０３の並進を拘束するとともに、その軸周りに回転可能かつ該回転に制動を付与することができ、実車両を用いた側面衝突試験で発生するセンターピラーの破壊現象の再現性をさらに向上させることができる。
【００６９】
なお、本発明に係る側面衝突試験装置において、ロッカー回転制動板２５と同様、ルーフレール回転制動板３５の材料特性、形状及び寸法を適宜変更することで、ルーフレール模擬部１０３の回転に付与する制動を調整することができる。
【００７０】
さらに、ルーフレール回転制動板３５は、その材料特性、形状及び寸法がルーフレール模擬部１０３の前端部側と後端部側とで同一のものであることを要するものではない。すなわち、対象とする車両の側面衝突試験におけるルーフレールの前端部と後端部の軸周りの回転の違いに応じて、ルーフレール模擬部１０３の前端部側と後端部側とでルーフレール回転制動板３５の材料特性、形状及び寸法の少なくとも一つが異なるようにされたものであってもよい。
【００７１】
なお、本発明に係る側面衝突試験装置は、図１に示すように、ルーフレール支持部５及びロッカー支持部７のそれぞれにロードセル１１及びロードセル１５を設置することにより、実車両の試験では測定が困難な、センターピラー１０１の側面衝突時における車両幅方向の荷重を取得することが可能となる。また、図６に示すロッカー回転制動板固定部２７および／またはルーフレール回転制動板固定部３７にロードセルを設置して側面衝突時の車両高さ方向の荷重も取得可能である。
【００７２】
特に、本発明においては、ロッカー支持部７のロッカー回転制動機構９におけるロッカー回転制動板２５はロッカー回転支持部材１９の円弧面部１９ａの接線方向に配設されている。さらに、ルーフレール支持部５がルーフレール回転制動機構３１を有するものにおいて、ルーフレール回転制動板３５はロッカー回転支持部材１９の円弧面部１９ａの接線方向とともに衝突体３の衝突方向に直交する方向に配設されている。そのため、ロッカー回転制動板２５によるロッカー回転支持部材１９の回転の制動及びルーフレール回転制動板３５によるルーフレール回転支持部材３３の回転の制動の影響を排除して、センターピラー１０１の側面衝突時における荷重を取得することができる。
そして、該取得した荷重に基づいて、センターピラーの構造、材料の検討や選定に役立つ情報を得ることができる。
【００７３】
なお、本発明に係る側面衝突試験装置は、図６に示すようにルーフレール模擬部１０３を支持するものであっても、前述の図７に例示したように、ルーフレール支持部の中にルーフレール回転制動機構が内蔵された構成（図示なし）とすることが好ましい。
【００７４】
また、上記の説明は、ロッカー模擬部１０５の前端と後端のそれぞれに円板１０９が接合され、円板１０９にロッカー回転支持部材１９が取り付けられたものであったが、本発明は、円板１０９を介さずに、ロッカー回転支持部材１９をロッカー模擬部１０５の前端と後端のそれぞれに直接接合したものであってもよい。
【００７５】
同様に、図６に示すようにルーフレール支持部５がルーフレール回転制動機構３１を有するものである場合においても、ルーフレール模擬部１０３の前端と後端に固定板１０７を接合せずにルーフレール回転支持部材３３をルーフレール模擬部１０３の前端と後端のそれぞれに直接接合したものであってもよい。
【００７６】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験条件決定方法では、前述の実施の形態１に係る側面衝突試験装置１によりセンターピラー１０１の側面衝突試験を行うに際し、ロッカー回転制動板２５の材料特性、形状及び寸法を前記側面衝突試験の試験条件として決定する方法であり、図８に示すように、車両モデル作成ステップＳ１と、車両モデル側面衝突解析ステップＳ３と、側面衝突試験モデル作成ステップＳ５と、回転制動板設定ステップＳ７と、側面衝突試験モデル解析ステップＳ９と、回転角度比較ステップＳ１１と、繰り返しステップＳ１３と、試験条件決定ステップＳ１５と、備えている。
以下、前述の実施の形態１で説明した図１〜図６を参照して、上記各ステップについて説明する。
【００７７】
＜車両モデル作成ステップ＞
車両モデル作成ステップＳ１は、自動車の実車両をモデル化した車両モデルを作成するステップである。
車両モデルの作成においては、自動車の実車両を立体要素及び／又は平面要素で要素分割すればよい。
【００７８】
＜車両モデル側面衝突解析ステップＳ３＞
車両モデル側面衝突解析ステップＳ３は、車両モデル作成ステップＳ１で作成した車両モデルの側方から該車両モデルにおけるセンターピラーの側面に他の車両等の衝突物のモデルを衝突させる側面衝突解析を行い、該側面衝突解析により前記車両モデルにおけるロッカーの軸周りの回転角度を取得するステップである。
車両モデル側面衝突解析ステップＳ３において、側面衝突解析は、有限要素法（ＦＥＭ）解析により実行すればよい。
【００７９】
＜側面衝突試験モデル作成ステップＳ５＞
側面衝突試験モデル作成ステップＳ５は、図１に示すような側面衝突試験の試験対象であるセンターピラー１０１を含む衝突試験構造体１００と、センターピラー１０１の側面衝突試験を行う側面衝突試験装置１とをモデル化した側面衝突試験モデル１１０（図６参照）を作成するステップである。
【００８０】
側面衝突試験モデル１１０は、衝突試験構造体１００と、側面衝突試験装置１を立体要素及び／又は平面要素で要素分割して作成する。また、側面衝突試験装置１のモデル化は、側面衝突試験装置１の全ての構成要素をモデル化する必要はなく、少なくとも、衝突体３と、ルーフレール支持部５と、ロッカー回転制動機構９を有するロッカー支持部７をモデル化すればよい。
【００８１】
なお、側面衝突試験モデル１１０の作成においては、後述する側面衝突試験モデル解析ステップＳ９において、ルーフレール模擬部１０３やロッカー模擬部１０５の並進を拘束し、それらの軸周りの回転及びその制動が可能であれば、図６に示すように側面衝突試験装置１の各構成要素を簡略化した形状でモデル化してもよい。
【００８２】
＜回転制動板設定ステップＳ７＞
回転制動板設定ステップＳ７は、側面衝突試験モデル作成ステップＳ５で作成した側面衝突試験モデル１１０におけるロッカー回転制動板２５の材料特性、形状及び寸法を設定するステップである。
ロッカー回転制動板２５の材料特性としては材質、材料強度等が掲げられ、形状としては短冊形状やダンベル形状（図５参照）が、寸法としては板幅や板厚等が挙げられる。
【００８３】
＜側面衝突試験モデル解析ステップＳ９＞
側面衝突試験モデル解析ステップＳ９は、側面衝突試験モデル１１０の側方からセンターピラー１０１の側面に衝突体３を衝突させる側面衝突解析を行い、側面衝突試験モデル１１０のロッカー模擬部１０５の回転角度を取得するステップである。
側面衝突試験モデル解析ステップＳ９において、側面衝突試験モデル１１０の側面衝突解析は、有限要素法（ＦＥＭ）解析により実行すればよい。
【００８４】
＜回転角度比較ステップＳ１１＞
回転角度比較ステップＳ１１は、車両モデル側面衝突解析ステップＳ３で取得したロッカーの回転角度と側面衝突試験モデル解析ステップＳ９で取得したロッカー模擬部１０５の回転角度とを比較するステップである。
【００８５】
＜繰り返しステップＳ１３＞
繰り返しステップＳ１３は、回転角度比較ステップＳ１１において前記比較した回転角度が所定の範囲となるまで、ロッカー回転制動板２５の材料特性、形状及び寸法を変更し、回転制動板設定ステップＳ７、側面衝突試験モデル解析ステップＳ９及び回転角度比較ステップＳ１１を繰り返して実行するステップである。所定の範囲とは例えば回転角度が±0.5°以内となる場合である。
【００８６】
＜試験条件決定ステップＳ１５＞
試験条件決定ステップＳ１５は、側面衝突試験モデル１１０のロッカー模擬部１０５の回転角度が車両モデルのロッカーの回転角度と所定の範囲となったときのロッカー回転制動板２５の材料特性、形状及び寸法を、側面衝突試験装置１を用いたセンターピラー１０１の側面衝突試験の試験条件として決定するステップである。
【００８７】
本実施の形態２に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験条件決定方法によれば、前述の実施の形態１に係る側面衝突試験装置１に用いられるロッカー回転制動板２５のパラメータとして材料特性、形状及び寸法を、側面衝突試験装置１を用いた側面衝突試験の試験条件として決定するようにしたことで、より簡便な機構で、なおかつより簡便な条件調整によって、実車両の側面衝突試験で発生するセンターピラーの破壊現象を良好に再現することができる。これにより、実車両を用いずに小規模の側面衝突試験によってセンターピラーの構造や材料の検討・選定ができるようになるとともに、実車両の構造の見直しを少なくして、ボデー骨格構造の開発を効率化できるようになる。
【００８８】
なお、回転制動板パラメータ設定ステップにおいてパラメータを設定するロッカー回転制動板２５は、材料強度の異なる金属板を２枚以上重ねて構成されたものや、重ねた金属板をさらに接合して構成されたものであってもよい。さらには、重ねる金属板同士は、同じ材料（例えば、銅板同士、鋼板同士）とするものに限られず、異なる材料（例えば、銅板と鋼板）であってもよく、重ねる金属板の材料および形状、寸法の組合せは適宜選択してもよい。
【００８９】
また、上記の説明は、側面衝突試験条件としてロッカー回転制動板２５のパラメータを決定するものであったが、実車両の側面衝突時におけるルーフレールの回転角度に応じて、図６に示すように、ルーフレール回転制動機構３１を有するルーフレール支持部５でルーフレール模擬部１０３を支持するものとし、前述のロッカー回転制動板２５のパラメータを決定する手順と同様にルーフレール回転制動板３５のパラメータを決定すればよい。
【００９０】
具体的には、まず、車両モデル側面衝突解析ステップＳ３において、車両モデルにおけるルーフレールの軸周りの回転角度を取得する。次いで、図６に示すようなルーフレール回転制動機構３１を有するルーフレール支持部５によりルーフレール模擬部１０３の前端と後端を支持した側面衝突試験モデル１１０を作成し、作成した側面衝突試験モデル１１０の側面衝突解析を行ってルーフレール模擬部１０３の軸周りの回転角度を取得する。
【００９１】
そして、車両モデル側面衝突解析ステップＳ３で取得したルーフレールの回転角度と側面衝突試験モデル解析ステップＳ９で取得したルーフレール模擬部１０３の回転角度とを比較し、該比較した回転角度が所定の範囲となるまで、ルーフレール回転制動板３５の材料特性、形状及び寸法を変更して、回転制動板設定ステップＳ７、側面衝突試験モデル解析ステップＳ９及び回転角度比較ステップＳ１１を繰り返して実行する。回転角度比較ステップＳ１１にて比較した回転角度が所定の範囲となった場合、そのときのルーフレール回転制動板３５の材料特性、形状及び寸法を、側面衝突試験装置１を用いたセンターピラー１０１の側面衝突試験の試験条件として決定する。
【実施例】
【００９２】
本発明の作用効果について確認するための具体的な実験を行ったので、これについて以下に説明する。
【００９３】
［実施例１］
実施例１では、図９に示すような、市販車両のセンターピラー１２１と、その上端部と接続されたルーフレール模擬部１２３と、下端部と接続されたロッカー模擬部１２５とを有してなる衝突試験構造体１２０を試験対象として、センターピラーの側面衝突性能を評価した。
【００９４】
衝突試験構造体１２０において、ルーフレール模擬部１２３は、前記市販車両のルーフレールをセンターピラー１２１との接続部の前後で車両前後方向に直角な断面で切断したものであり、ルーフレール模擬部１２３の前端と後端には円板状のルーフレール回転支持部材１２７が接合され、ルーフレール回転支持部材１２７にはその回転中心から外方に突出したルーフレール回転軸１２９が設けられている。
【００９５】
同様に、ロッカー模擬部１２５は、前記市販車両のロッカーをセンターピラー１２１との接続部の前後で車両前後方向に直角な断面で切断したものであり、ロッカー模擬部１２５の前端と後端には円板状のロッカー回転支持部材１３１が接合され、ロッカー回転支持部材１３１にはその回転中心から外方に突出したロッカー回転軸１３３が設けられている。
【００９６】
そして、ロッカー回転支持部材１３１の外周面には、板幅25mmの短冊形状の金属板であるロッカー回転制動板の一端側を取り付け、かつ該ロッカー回転制動板の他端側を固定することで、ロッカー回転支持部材１３１の回転を制動するものとした。
【００９７】
実施例１で試験対象とした市販の実車両は、米国IIHSの側面衝突試験条件で実施された衝突試験結果において、センターピラーのドアヒンジ（上側）の位置の侵入量が125mm、ルーフレールおよびロッカーの回転角度がそれぞれ3°、24°であった。
【００９８】
このように、ルーフレールの回転角度が3°と小さいことから、実施例１では、衝突試験構造体１２０のルーフレール模擬部１２３については、その前端及び後端に接合したルーフレール回転支持部材１２７の並進と回転を拘束するルーフレール支持部５（図１参照）により支持するものとした。
【００９９】
一方、ロッカー模擬部１２５については、ロッカー回転支持部材１３１の並進を拘束して回転可能に支持するロッカー回転制動機構９を有するロッカー支持部７(図１参照)を用いて支持するものとした。
そこで、衝突体３、衝突試験構造体１２０及びロッカー回転支持部材１３１に加え、ロッカー回転支持部材の外面に取り付けられたロッカー回転制動板と該ロッカー回転制動板を固定するロッカー回転制動板固定部とを含む側面衝突試験モデルを作成した。
【０１００】
そして、衝突体３をセンターピラー１２１の側面に衝突させるＦＥＭ解析を行い、ロッカー模擬部に取り付けられたロッカー回転支持部材の回転角度を求めた。
また、実施例１では、ロッカー回転支持部材１３１の回転を制動するロッカー回転制動板の材料及び厚さを変更して側面衝突試験のＦＥＭ解析を行った。
表１に、ロッカー回転制動板のパラメータとして設定した材料及び板厚を示す。
【０１０１】
【表１】
2020201238.tif 000003
【０１０２】
表１中の「実車両」は、実車両の側面衝突試験を行い、該車両におけるルーフレール及びロッカーの回転角度を求めたものである。
これに対し、表１中の「Ｎｏ．１」〜「Ｎｏ．７」、衝突試験構造体１２０をモデル化した側面衝突試験モデルを用いたＦＥＭ解析により、ルーフレール模擬部１２３及びロッカー模擬部１２５の前端部及び後端部それぞれの端面に取り付けたルーフレール回転支持部材１２７及びロッカー回転支持部材１３１それぞれの回転角度を求めた結果である。
そして、「Ｎｏ．１」は、ロッカー回転支持部材１３１にもロッカー回転制動板を取り付けず、ロッカー模擬部１２５の軸周りの回転に制動を付与せず自由に回転可能としたものである。
「Ｎｏ．２」〜「Ｎｏ．７」は、ロッカー回転支持部材１３１にロッカー回転制動板を取り付け、ロッカー模擬部１２５の軸周りの回転に制動を付与したものである。そして、「Ｎｏ．２」〜「Ｎｏ．４」は、ロッカー回転制動板の材料を無酸素銅として板厚を変更したもの、「Ｎｏ．５」〜「Ｎｏ．７」は、ロッカー回転制動板の材料を軟鋼として板厚を変更したものである。
【０１０３】
前掲の表１に、側面衝突試験で得られた回転角度の結果を示す。
表１より、ロッカー模擬部１２５の回転に制動を付与しなかったＮｏ．１においては、実車両に比べてロッカー模擬部１２５の回転が過大であることが分かる。
これに対し、ロッカー回転制動板の材料を無酸素銅としたＮｏ．２〜Ｎｏ．４、軟鋼としたＮｏ．５〜Ｎｏ．７のいずれにおいても、板厚を増すことによりロッカー模擬部１２５の回転に付与される制動が大きくなり、ロッカー模擬部１２５の回転角度が小さくなっていることが分かる。
【０１０４】
そして、実車両の側面衝突試験におけるロッカーの回転角度（＝24°）とほぼ一致するロッカー回転制動板のパラメータとして、（ａ）板幅25mm×板厚4mmの無酸素銅、又は、（ｂ）板幅25mm×板厚2.8mmの軟鋼、が決定された。
【０１０５】
図１０に、側面衝突試験により求めたセンターピラーの変形形状を示す。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、衝突試験構造体１２０をモデル化した側面衝突試験モデルのＦＥＭ解析によるセンターピラー１２１の変形形状、（ｃ）は、実車両の側面衝突試験によるセンターピラーの変形形状である。
【０１０６】
図１０より、側面衝突試験モデルにおけるセンターピラー１２１の変形形状は、実車両のセンターピラーの変形形状とほぼ一致した。これより、本発明によれば、衝突試験構造体１２０を用いたセンターピラー１２１の側面衝突試験においても、実車両の側面衝突試験におけるセンターピラーの破壊現象を良好に再現できることがわかる。
【０１０７】
図１１に、側面衝突試験モデルにおけるロッカー回転制動板を板幅25mm×板厚4mmの無酸素銅としたときの、ルーフレール支持部及びロッカー支持部にかかる荷重のＦＥＭ解析結果を示す。図１１において、横軸は、衝突体のパンチストローク（車両幅方向における移動量）を、縦軸は、ルーフレール支持部及びロッカー支持部のそれぞれにかかる荷重と、該測定した荷重の合計を示す。
【０１０８】
図１１により、実車両の側面衝突試験では測定が困難であるセンターピラー１２１の側面衝突時における荷重を推定することが可能であることが示された。そして、側面衝突時におけるセンターピラーにかかる荷重の結果から、センターピラーの構造や材料の検討、選定に役立つ情報を得ることが可能になる。
【０１０９】
［実施例２］
実施例２では、実施例１において本発明に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験条件決定方法により得られた結果をもとに、側面衝突試験装置１におけるロッカー回転制動板としてダンベル形状金属板を用いて図９に示す衝突試験構造体１２０の側面衝突試験を行い、センターピラー１２１の破壊現象とロッカー模擬部１２５の回転角度を評価した。
【０１１０】
実施例２で用いたロッカー回転制動板２５は、図５に示す平行部２５ａを有するダンベル形状の金属板であり、平行部２５ａが板幅25mm×板厚4mmの無酸素銅と、平行部２５ａが板幅25mm×板厚2.8mmの軟鋼のそれぞれの材料で作製した。
【０１１１】
そして作製したダンベル形状のロッカー回転制動板２５の一端を、円板状のロッカー回転支持部材１３１の外周面に取り付けた。なお、実施例２においては、図１に示す側面衝突試験装置１を用いて側面衝突試験を行った。
【０１１２】
衝突試験構造体１２０は、実施例１における側面衝突試験のＦＥＭ解析に用いたセンターピラー１２１、ルーフレール模擬部１２３及びロッカー模擬部１２５と同じ構造、材料とした。
【０１１３】
センターピラー１２１のドアヒンジ（上側）の位置における侵入量が125mmとなった時点におけるロッカー模擬部１２５の回転角度の結果を表２に示す。
【０１１４】
【表２】
2020201238.tif 000004
【０１１５】
ロッカー模擬部１２５の前端部及び後端部それぞれの端面に取り付けたロッカー回転支持部材１３１の回転角度は25°であり、前述の実施例１に示した実車両の結果及びロッカー回転制動板を短冊形状の金属板としたＦＥＭ解析の結果とほぼ一致した。
【０１１６】
また、側面衝突試験によるセンターピラーの変形形状も、図１２に示すとおり、実車両の側面衝突試験の結果とほぼ一致した。
【０１１７】
さらに、側面衝突試験装置１を用いた衝突試験構造体１２０の側面衝突試験において、ロッカー回転制動板を幅25mm×厚さ4mmの無酸素銅としたときの、ルーフレール支持部及びロッカー支持部にかかる荷重をロードセルにより測定した結果を図１３に示す。図１３において、横軸は、衝突体のパンチストローク（車両幅方向における移動量）を、縦軸は、ルーフレール支持部及びロッカー支持部のそれぞれで測定した荷重と、該測定した荷重の合計を示す。
【０１１８】
図１３により、本発明に係る側面衝突試験装置を用いた衝突試験構造体におけるルーフレール模擬部及びロッカー模擬部にかかる荷重の測定結果は、図１１に示したＦＥＭ解析により求めた荷重の解析結果とほぼ一致し。さらに、ロッカー回転制動板としてダンベル形状金属板を用いた場合であっても、衝突試験構造体の拘束条件を適切なものとし、実車両を用いた側面衝突試験におけるセンターピラーの破壊現象を良好に再現できることが確認できた。
【符号の説明】
【０１１９】
１  側面衝突試験装置
３  衝突体
３ａ  ロアパンチ
３ｂ  アッパパンチ
５  ルーフレール支持部
７  ロッカー支持部
９  ロッカー回転制動機構
１１  ロードセル
１３  ルーフレール位置調整部材
１５  ロードセル
１７  ロッカー位置調整部材
１９  ロッカー回転支持部材
１９ａ  円弧面部
２１  ロッカー回転軸
２３  ロッカー回転軸支持部
２５  ロッカー回転制動板
２７  ロッカー回転制動板固定部
２９  ルーフレール支持部
３１  ルーフレール回転制動機構
３３  ルーフレール回転支持部材
３３ａ  円弧面部
３５  ルーフレール回転制動板
３７  ルーフレール回転制動板固定部
４１  ロッカー支持部
４３  ロッカー回転制動機構
４５  ロッカー回転支持部材
４５ａ  円弧面部
４５ｂ  円周面部
４７  ロッカー回転軸支持部
４７ａ  支持板部材
４７ｂ  孔部
１００  衝突試験構造体
１０１  センターピラー
１０１ａ  アッパー部
１０１ｂ  ロア部
１０３  ルーフレール模擬部
１０５  ロッカー模擬部
１０７  固定板
１０９  円板
１１０  側面衝突試験モデル
１２０  衝突試験構造体
１２１  センターピラー
１２３  ルーフレール模擬部
１２５  ロッカー模擬部
１２７  ルーフレール回転支持部材
１２９  ルーフレール回転軸
１３１  ロッカー回転支持部材
１３３  ロッカー回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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