(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方へ向けて走行するための走行機構を備える支持部と、該支持部の下部に配置されて下方に配置される車両部品に衝突する衝突部とを備え、前記支持部は、該支持部と前記衝突部とが接触する接続部の外縁の鉛直上方の近傍を含む位置に設けられる貫通孔を有することを特徴とする衝撃試験用落錘体。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記接続部の外縁の鉛直上方の近傍を含む位置から前記支持部の水平方向の外部へ向けて、設けられる請求項１に記載された衝撃試験用落錘体。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記支持部の水平方向の外部に向かうにつれて鉛直方向への開口量が増加する形状を有する請求項１又は請求項２に記載された衝撃試験用落錘体。
【請求項４】
前記接続部は、前記支持部の下方へ向けて突出して設けられる請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された衝撃試験用落錘体。
【請求項５】
前記接続部の水平方向への寸法は、前記衝突部の水平方向への寸法よりも小さい請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された衝撃試験用落錘体。
【請求項６】
前記支持部は、所定距離だけ離間して配置された２枚の略矩形の板材の組み合わせにより直方体状に、又は、１枚の略矩形の板材により、構成される請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された衝撃試験用落錘体。
【請求項７】
前記支持部は、所定距離だけ離間して対向配置される２枚の略矩形の板材の組み合わせを、複数組交差配置または複数組平行配置することにより、又は、略矩形の板材を複数枚交差配置または複数枚平行配置することにより構成される請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された衝撃試験用落錘体。
【請求項８】
前記支持部は、前記衝突部と一体に、又は該衝突部と脱着自在に設けられる請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された衝撃試験用落錘体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃試験用落錘体に関する。具体的には、本発明は、例えば自動車や鉄道車両さらには船舶等に用いられて衝突安全性を要求される部品に対して落錘式衝撃試験機を用いて衝撃試験を行う際に好適に用いられる衝撃試験用落錘体に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、現在の多くの自動車の車体は、軽量化及び高剛性を両立するために、フレームと一体化したボディ全体により荷重を支えるモノコックボディによって構成される。自動車の車体は、車両の衝突時には、車両の機能の損傷を抑制し、かつキャビン内の乗員の生命を守る機能を有さなければならない。このため、新車の車体は、開発時に行われる車両の衝突試験により得られる各種データに基づいて、衝突時のエネルギーを吸収してキャビンへの衝撃力を緩和することによってキャビンの損傷をできるだけ低減することができるように、設計される。
【０００３】
非特許文献１〜３には、このような衝突試験に関する発明が開示される。非特許文献１には、前面衝突や側面衝突等といった車両の各種の衝突試験の手法に係る発明が開示される。非特許文献２には、台上試験装置（クラッシュシミュレータ）を用いた側面衝突試験に係る発明が開示される。さらに、非特許文献３には、斜めオフセット衝突を想定した衝突試験に係る発明が開示される。これらの発明は、実際に発生する事故時の衝突を再現して評価するものであり、いずれも、自動車車両の衝突安全性の向上を図るために有効な試験法である。
【０００４】
これらの発明に係る衝突試験は、被試験体である車両や試験台を相対的に水平方向に走行させて衝突壁に衝突させることにより、行われる。このため、用いられる衝突試験装置の設置面積は不可避的に大きくなり、この衝突試験装置は高価となる。したがって、衝突試験を行うことには自ずとコスト面での制約を伴うこととなり、新車の開発時に十分な回数の衝突試験を行うことを阻害する一因となる。
【０００５】
また、これらの発明における被試験体は、エンジン、トランスミッションさらにはタイヤ等の装備を全て装着された完成車両や、フロアーやシート等といった必要な部品のみを用いた疑似車両である。このため、例えばアンダーボディを補強するためのサイドメンバーやクラッシュボックス（例えば、自動車のフロントバンパーレインフォースとフロントサイドメンバーとの間や、リアバンパーレインフォースとリアサイドメンバーとの間等に脱着自在に配置されて、軸方向の一方の端部から軸方向へ向けて衝撃荷重を負荷されると、長手方向のできるだけ多くの領域において優先的に蛇腹状に座屈することにより衝突エネルギーを吸収するための筒体を意味する）、さらにはエンジンコンパートメントといった自動車部品単体の衝撃試験を行うことはできない。
【０００６】
そこで、非特許文献４には、図７に示すように、大型の落錘式衝撃試験機４の試験台２に設置したロードセル３上に、市販車のホワイトボディから切り出した車体のエンジンコンパートメントを供試体１として垂直に立てて搭載し、鉛直に配設されたガイドレール４ａ、４ｂに案内されて下方へ向けて走行する車輪５ａ〜５ｄを備える大型の落錘体５を、空気圧式加速機構６及びバネ式加速機構７を用いて下方へ加速落下させて所定の衝突速度で供試体１に衝突させることによって、供試体１の各部の破壊の状況を解析する発明が開示される。
【０００７】
この発明によれば、大型の落錘衝撃試験機４を用いるので、試験機の設置面積Ｓを小さく抑制しながら、エンジンコンパートメントや車両部品を供試体１として衝撃試験を行うことができる。
【非特許文献１】文献「自動車技術」（Ｖｏｌ．５９，Ｎｏ．１２，２００５．  ２７〜３２頁）
【非特許文献２】文献「自動車技術」（Ｖｏｌ．５９，Ｎｏ．１２，２００５．  ６２〜６７頁）
【非特許文献３】文献「自動車技術」（Ｖｏｌ．５９，Ｎｏ．１２，２００５．  ５６〜６１頁）
【非特許文献４】文献「社団法人  自動車技術会  学術講演会前刷集Ｎｏ．１１９−０４）  ２４０自動車構造体の衝撃試験評価技術の開発  １〜３頁」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献４により開示された発明では、ガイドレール４ａ、４ｂに案内されて走行する車輪５ａ〜５ｄを直接設けられた落錘体５を落下させて衝撃試験を行う。このため、この発明では、衝撃試験を数回程度繰り返すと、衝撃試験時に落錘体５に負荷される衝撃荷重によって、落錘体５にひび割れや破損等の損傷が発生し、落錘体５を交換する必要が生じる。このため、落錘体５を度々交換することに伴う、試験コストの上昇や落錘衝撃試験機４の稼働率の低下は、いずれも避けられない。
【０００９】
一般に、この種の衝撃試験では被試験体に極めて高価な試作部品を用いること等に起因して試験コストが大幅に嵩むので、上述したような落錘体５の早期の損傷に起因した衝撃試験コストの上昇や落錘衝撃試験機の稼働率の低下は、この種の衝撃試験を新車開発時に十分に行うためには、必ず解決しなければならない重要な技術課題である。
【００１０】
本発明の目的は、例えば自動車や鉄道車両、さらには船舶等に用いられて衝突安全性を要求される部品に対して落錘式衝撃試験機を用いて衝撃試験を行う際に用いられる衝撃試験用落錘体の早期の損傷を抑制してその耐久性を向上することにより、落錘体の交換のための試験コストの上昇や落錘式衝撃試験機の稼働率の低下をいずれも抑制し、これにより、落錘式衝撃試験機の実用性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、例えば鉛直下方といった下方へ向けて走行するための走行機構を備える支持部と、この支持部の下部に配置されて下方に配置される車両部品に衝突する衝突部とを備え、支持部は、支持部と衝突部とが接触する接続部の外縁の鉛直上方の近傍を含む位置に設けられる貫通孔を有することを特徴とする衝撃試験用落錘体である。この発明によれば、衝撃試験用落錘体を構成する、被試験体である部品に衝突する衝突部を、走行機構を支持する支持部の下部に分けて配置するので、非特許文献４により開示された発明よりも落錘体の延命を図ることができ、これにより、衝撃試験コストの上昇や落錘式衝撃試験機の稼働率の低下をいずれも抑制して、落錘式衝撃試験機の実用性を高めることが可能となる。
【００１２】
この本発明に係る衝撃試験用落錘体では、さらに、この貫通孔が、接続部の外縁の鉛直上方近傍を含む位置から支持部の水平方向の外部へ向けて、設けられることが望ましい。
【００１３】
これらの本発明に係る衝撃試験用落錘体では、貫通孔が、支持部の水平方向の外部に向かうにつれて鉛直方向への開口量が増加する形状を有することが望ましい。
これらの本発明に係る衝撃試験用落錘体では、接続部が、支持部の下方へ向けて突出して設けられることが望ましい。
【００１４】
これらの本発明に係る衝撃試験用落錘体では、接続部の水平方向への寸法が、衝突部の水平方向への寸法よりも小さいことが望ましい。
これらの本発明に係る衝撃試験用落錘体では、支持部が、所定距離だけ離間して配置された２枚の略矩形の板材の組み合わせにより直方体状に、又は、１枚の略矩形の板材により、構成されることが望ましい。
【００１５】
これらの本発明に係る衝撃試験用落錘体では、支持部が、所定距離だけ離間して対向配置される２枚の略矩形の板材の組み合わせを、複数組交差配置または複数組平行配置することにより、又は、略矩形の板材を複数枚交差配置または複数枚平行配置することにより構成されることが望ましい。
【００１６】
さらに、これらの本発明に係る衝撃試験用落錘体では、支持部が、衝突部と一体に、又はこの衝突部と脱着自在に設けられることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、例えば自動車や鉄道車両、さらには船舶等に使用されて衝突安全性を要求される部品に対して衝撃試験を行う際に用いられる衝撃試験用落錘体の早期の損傷を抑制して耐久性を向上することができ、落錘体の交換のための試験コストの上昇や落錘衝撃試験機の稼働率の低下をいずれも抑制することができる。
【００１８】
このため、本発明によれば、大型の落錘体を落下させて被試験体である車両部品に衝突させることによる衝撃試験を、真に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
以下、本発明に係る衝撃試験用落錘体を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の実施の形態の説明では、車両部品が自動車部品の一つであるクラッシュボックスである場合を例にとるが、これは本発明の例示であって本発明は自動車部品に限定されるものではない。本発明は、自動車部品以外でも、例えば鉄道車両や船舶等に使用されて衝突安全性が要求される部品であれば、同様に適用される。
【００２０】
図１は、本実施の形態の衝撃試験用落錘体１１（以下、「落錘体１１」と略記する）を用いて、落錘式衝撃試験機３０により、クラッシュボックスを被試験体１０として衝撃試験を行う状況を示す説明図である。また、図２は、この落錘体１１の三面図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【００２１】
本実施の形態の落錘体１１は、支持部１２と衝突部１３とを備えるので、はじめにこれらについて説明する。
［支持部１２］
支持部１２は、後述する衝突部１３とともに落錘体１１を構成する。図１に示すように本実施の形態の支持部１２は、所定距離ｄ１だけ離間して対向配置された略矩形の板材１４ａ、１４ｂと、板材１４ａ、１４ｂの長手方向の端面に溶接された端板１５ａ、１５ｂと、板材１４ａ、１４ｂの長手方向の上面に溶接された天板１６とを、直方体状に組み合わせて構成される。板材１４ａ、１４ｂ、端板１５ａ、１５ｂ及び天板１６の材質は，特に限定を要するものではないが、高張力鋼を用いることが望ましい。
【００２２】
また、板材１４ａ、１４ｂの間には、図２（ｃ）に示すように、例えば角管１４ｃが適宜本数溶接されて固定される。これにより、板材１４ａ、１４ｂ、端板１５ａ、１５ｂ及び天板１６は、衝突時に衝撃荷重を負荷されても分解しないように強固に接合される。
【００２３】
落錘体１１は、その重心が下方に位置するほど安定して落下する。また、支持部１２自身が耐久性を有することも重要である。このため、本実施の形態では、板材１４ａ、１４ｂ、端板１５ａ、１５ｂ、及び天板１６により支持部１２を中空体として構成して、支持部１２の軽量化を図っている。
【００２４】
本例では、２枚の略矩形の板材１４ａ、１４ｂを用いて支持部１２を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１枚の略矩形の板材により支持部１２を構成するようにしてもよい。これにより、支持部１２の構造を簡素化できるので、支持部１２の製造コストの上昇を抑制できる。
【００２５】
端板１５ａの上部及び下部には、鉛直下方へ向けて走行する走行機構をなす溝形のローラ１７ａ、１７ｂが装着されて固定されるとともに、端板１５ｂの上部及び下部には同様の溝形のローラ１７ｃ、１７ｄが装着される。このようにして、支持部１２は、鉛直下方へ向けて走行するための走行機構を支持する。
【００２６】
天板１６の長手方向の略中央部には、後述する落下機構３１を構成するマグネット３１ａが吸着するための円板状のマグネット装着板１８が装着される。
図１に示すように、２枚の略矩形の板材１４ａ、１４ｂの組み合わせを有する、本実施の形態の支持部１２は、水平断面において、板材１４ａ、１４ｂの長辺方向について衝突部１３の外部に存在する部分を有する。この理由を以下に説明する。
【００２７】
本実施の形態で用いる落錘式衝撃試験機３０は、車両部品である被試験体１０に落錘体１１を落下させることによる衝撃試験のみならず、自動車車体を落下させ下方に配置した被衝突部材に衝突させることによる衝撃試験をも行うことができる。このため、ローラ１７ａ〜１７ｄを案内する枠体３２の寸法（図１における距離Ｌ１）を、この衝撃試験に供される各種の自動車車体のうちで最大の寸法にあわせて、広く設定されている。したがって、このように距離Ｌ１が広く設定された枠体３２を、支持部１２により支持されたローラ１７ａ〜１７ｄが走行できるようにするため、本実施の形態では、支持部１２の水平方向（板材１４ａ、１４ｂの長手方向）の距離を距離Ｌ１にあわせて、支持部１２が水平断面において後述する衝突部１３の輪郭の外部に存在する部分を有するように、長く設定してある。
【００２８】
さらに、板材１４ａ、１４ｂの領域Ｂ、Ｃに存在する部分には、支持部１２の水平方向の外部、すなわち板材１４ａ、１４ｂの長手方向の外部に向かうにつれて鉛直方向への開口量が増加する形状を有する貫通孔２０がそれぞれ穿設される。
【００２９】
板材１４ａ、１４ｂの領域Ｂ、Ｃに存在する部分に貫通孔２０をそれぞれ穿設することにより、被試験体１０との衝突によりこの部分に発生する応力が、支持部１２の水平方向について略均等化され、これにより、この部分における端部（端材１５ａ、１５ｂの配置側）のたわみ量が可及的に低減される。これにより、板材１４ａ、１４ｂの領域Ｂ、Ｃに存在する部分が、衝突時に下方へ撓んでも、衝突部１３に衝突することを防止できる。このため、落錘体１１の寿命がさらに延長される。
【００３０】
本実施の形態では、貫通孔２０の形状を二等辺三角形としたがこれに限定されるものではなく、四角形、円形さらには楕円形等であってもよい。
さらに、支持部１２の水平方向の内部、すなわち略矩形の板材１４ａ、１４ｂの長手方向の内部（図１における領域Ａ）であって板材１４ａ、１４ｂの下面には、後述する衝突部１３と接触するための接続部１９が下方へ向けて段差状に突設して、設けられる。
【００３１】
上述した接続部１９は、支持部１２の底面から鉛直下方へ突出して形成されることが望ましい理由を説明する。上述したように、板材１４ａ、１４ｂに貫通孔２０を設けることにより支持部１２の領域Ｂ、Ｃに存在する部分に衝突時に生じる応力が略均等化されるが、接続部１９が下方に突出せず支持部１２の底面に衝突部１３が直接設けられていると、支持１２の底面のうちで衝突部１９の角部と当接する位置に大きなせん断応力が集中的に作用し、支持部１２の寿命が低下する。本実施の形態のように接触部１９を鉛直下方へ向けて突出して形成することにより、このせん断応力を分散して支持部１２の寿命の低下を抑制できる。
【００３２】
このような観点から、接続部１９の縦面と支持部１２の底面との交点である角部Ｅは直角ではなく、テーパ状や円弧状とする方がより応力分散効果が得られ，望ましい。
また、このように、接続部１９が下方へ向けて突設して設けられることにより、支持部１２の水平方向の内部（図１における領域Ａ）の両側に位置する外部（図１における領域Ｂ、Ｃ）には、衝突部１３との間に鉛直方向へ距離ｄ２の隙間が形成される。
【００３３】
このように、支持部１２の水平方向の外部（図１における領域Ｂ、Ｃ）に、衝突部１３との間に鉛直方向へ距離ｄ２の隙間が形成されることにより、板材１４ａ、１４ｂの領域Ｂ、Ｃに存在する部分が、被試験体１０との衝突により下方へ撓んでも、衝突部１３と干渉することを防止できる。これにより、板材１４ａ、１４ｂの領域Ｂ、Ｃに存在する部分の損傷を抑制して落錘体１１の寿命を延長することができる。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、図１及び図２（ａ）に示すように衝突部１３の長手方向が支持部１２の長手方向と一致するように衝突部１３を支持部１２に対して配置する形態を示すが、これに限定されるものではなく、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、衝突部１３の長手方向が支持部１２の長手方向と例えば直交することにより衝突部１３が支持部１２の輪郭から張り出すように衝突部１３を支持部１２に対して配置してもよい。
【００３５】
さらに、接続部１９は，水平方向への寸法、すなわち領域Ａの距離をある程度小さくすることが、より望ましい。接続部１９の幅方向への寸法が小さければ、板材１４ａ、１４ｂに設ける貫通孔２０を支持部１２のより内側まで拡大して設けることが可能となるので、支持部１２をさらに軽量化できるからである。したがって、衝突部１３の支持部１２の水平方向への寸法が大きい場合には、接続部１９の幅方向への寸法を小さく設定することが望ましい。ただし、接続部１９の水平方向への寸法が過小となった場合には、衝突部との接合強度が不足し、支持部と衝突部の間での錘体の損傷が生じる恐れがある。したがって、接続部１９の水平方向への寸法は、衝突部１３より小さく選択しつつ適宜強度を確保できる寸法を選択することが好ましい。
【００３６】
支持部１２と衝突部１３との間に設ける、距離ｄ２の隙間は、水平方向に一定である必要はなく、図４に示すように、例えば衝突部１３の上面１３ａを例えば下方へ向けたテーパ状の斜面に形成してもよいし（図４（ａ）参照）、あるいは支持部１２の底面を例えば上方へ向けたテーパ状の斜面に形成してもよい（図４（ｂ）参照）。
【００３７】
このように、本実施の形態の落錘体１１を構成する支持部１２は、例えば鉛直下方といった下方へ向けて走行するための走行機構であるローラ１７ａ〜１７ｄを支持する。
［衝突部１３］
衝突部１３は、被試験体１０に衝突する部分である。本実施の形態では、衝突部１３も高張力鋼により構成したが、特に限定を要するものではなく、普通鋼であってもよい。
【００３８】
衝突部１３は、図１及び図２（ａ）に示すように略直方体形状をなしている。図示していないが、この衝突部１３の底面１３ｂに溶接や締結等の適宜手段によってさらに被試験体１０に当接する治具を装着するようにしてもよい。
【００３９】
支持部１２及び衝突部１３は、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、一体的に構成してもよいが、これに限定されるものではなく、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、支持部１２の底面に突出して形成された接続部１９の底面に、衝突部１３と接続するための取付け板２１を溶接等により一体的に装着し、上述した距離ｄ２の隙間は、支持部１２とこの取付け板２１との間に設けるようにしてもよい。
【００４０】
なお、落錘体１１の総重量は、例えば、衝突部１３に締結等の適宜手段で重量調整用ブロックを固定することや、衝突部１３自体の形状や寸法を変更することといった、衝突部１３の重量変更手段を施すことによって、試験目的に応じて適宜変更することができる。この場合には、支持部１２の底面に、新たに取り付ける衝突部１３と固定するための取付け板を溶接等の適宜手段により一体的に取付けておき、この取付け板を介して衝突部１３の交換を行うことが、交換作業に要する手間を削減できるので望ましい。
【００４１】
このように、本実施の形態の落錘体１１を構成する衝突部１３は、支持部１２の下部に配置されて下方に配置される車両部品である被試験体１０に衝突する。
次に、本実施の形態で用いる落錘式衝撃試験機３０について説明する。この落錘式衝撃試験機３０は、落下機構３１と、案内部材３２と、被試験体支持部３３と、演算装置３４とを備えるので、これらの構成要素について順次説明する。
［落下機構３１］
本実施の形態における落下機構３１は、円柱状のマグネット３１ａと、マグネット３１ａを昇降自在に支持する懸垂装置３１ｂとを備える。マグネット３１ａは、外部操作によってマグネット装着板１８に吸着及び解放することができる。
【００４２】
マグネット３１ａがマグネット装着板３１に吸着した状態で懸垂装置３１ｂによりマグネット３１ａを上昇させると、これに伴って、落錘体１１を、所定の高さまで上昇させることができる。そして、この状態で外部操作によりマグネット３１ａの吸着を解放すれば、マグネット３１ａからマグネット装着板１８が離れ、落錘体１１を、下方に配置された被試験体１０へ向けて初速零で自由落下させることができる。
【００４３】
本実施の形態では、マグネット３１ａを用いて落錘体１１を吊り上げることとしたが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、例えば、機械的に掛止部材を落錘体１２に掛止させて吊り上げ、所定高さで掛止部材を開放することや、落錘体１２を吊り上げて所定高さで紐を放すことを用いることができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、落錘体１１を自由落下させることとしたが、本発明は自由落下させることに限定されるものではなく、例えば油圧等を用いた公知の加速機構を用いて加速落下させるようにしてもよい。
【００４５】
このように、本実施の形態で用いる落下機構３１は以上のように構成され、落錘体１１を所定の高さまでを持ち上げ、この位置から落錘体１１を初速零で自由落下させる。
［案内部材３２］
案内部材３２は、落錘体１１の支持部１２を構成する端板１５ａ、１５ｂと平行に略垂直に配設された複数本（本実施の形態では片側当り１本、合計２本）のアングルからなる軌道３２ａ、３２ｂとして、構成される。
【００４６】
本実施の形態で用いる落錘式衝撃試験機３０は、上述したように、車両部品である被試験体１０に落錘体１１を落下させることによる衝撃試験のみならず、自動車車体を落下させ下部に配置した被衝突部材に衝突させることによる衝撃試験をも行うことができる。このため、ローラ１７ａ〜１７ｄを案内する枠体３２の寸法（図１における距離Ｌ１）を、この衝撃試験に供される各種の自動車車体のうちで最大の寸法にあわせて、広く設定されている。
【００４７】
なお、図示していないが、本実施の形態の軌道３２ａ，３２ｂの長さは相当程度長いので、高さ方向の適当な位置の数箇所に並設される軌道３２ａ，３２ｂを固定するための梁が、適宜手段により取り付けられる。
【００４８】
図１に示すように、アングルからなる軌道３２ａ，３２ｂは、望ましくは、その直角の頂点が互いに対向するようにして、配設される。そして、本実施の形態では、軌道３２ａ，３２ｂにローラ１７ａ〜１７ｄの溝部が係合する。これにより、軌道３２ａ，３２ｂに係合するローラ１７ａ〜１７ｄを支持する支持部１２を要素として有する落錘体１１が、安定した姿勢を維持しながら、案内部材３２によって下方へ向けて案内される。
【００４９】
軌道３２ａ，３２ｂの下部は、基礎３６に適宜手段により確実に固定される。
なお、本実施の形態で示した軌道の形状、ローラの形状、ローラの垂直方向への設置数さらにはローラの間隔はあくまでも例示であって、本発明がこれらにより限定されるものではない。
【００５０】
本実施の形態の案内部材３２は、以上のように構成され、落下時の落錘体１１を下方へ向けて案内する。
［被試験体支持部３３］
被試験体支持部３３は、落下する落錘体１１が衝突する被試験体１０を、試験目的に応じて垂直又は任意の姿勢に支持するための部材であり、案内部材３２の下部であって基礎３６に搭載されて配置される。
【００５１】
本実施の形態の被試験体支持部３３は、ロードセル搭載台３７と、ロードセル搭載台３７に搭載されるロードセル３８と、ロードセル３８の上部に配置されて被試験体１０を垂直上方向き又は任意の向きの姿勢で適宜手段により固定する被試験体搭載台３９と、これらの両側に一つずつ配置されるストッパ搭載台４０と、ストッパ搭載台４０に搭載されて被試験体１０の破壊量を定めるストッパ４１とを備える。ロードセル３８により検出された荷重は、配線３４ａを介して演算装置３４に入力される。
【００５２】
被試験体支持部３３は、以上のように構成され、案内部材３２の下部に配置され、落下する落錘体１１が衝突する被試験体１０を垂直又は任意の姿勢に支持する。
なお、本実施の形態では、ストッパ搭載台４０に搭載されたストッパ４１を用いて、落下する落錘体１１を被衝突部材への衝突の途中で強制的に停止する場合を例にとったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ストッパ搭載台４０およびストッパ４１をいずれも設けずに落錘体１１を最後まで落下させることにより落錘体１１が有するエネルギーを被衝突部材への衝突に全て用いるようにしてもよい。
［演算装置３４］
初めに、衝撃試験を行うための事前準備を行う。
【００５３】
演算装置３４は、落錘体１１に装着された加速度センサや、被試験体１０に装着されたひずみ計、さらにはロードセル３８が出力する測定値等といった各種の検出部材が出力する測定値を入力されて、演算を行うための装置である。
【００５４】
演算装置３４は、加速度センサやひずみ計等と配線（図示しない）により接続されており、これにより、実際に落下する落錘体１１から離れた位置に配置される。
本実施の形態で用いる落錘式衝撃試験機３０は、以上のように構成される。次に、本実施の形態の落錘体１１及び落錘式衝撃試験機３０を用いて被試験体１０の衝撃試験を行う状況を説明する。
【００５５】
初めに、落錘体１１は、案内部材３２に設けられた図示しないストッパにより案内部材３２の下部に位置して停止している。この位置は、被試験体支持部３３のすぐ上方である。
【００５６】
落錘体１１がこの位置に存在する間に、被試験体支持部３３の所定の位置に、被試験体１０を所望の姿勢に配置しておく。
被試験体１０や落錘体１１の所定の位置に加速度センサやひずみ計等の検出部材を装着しておく。この検出部材は配線を介して演算装置３４に接続しておく。なお、図示しないが、落錘体１１と被試験体１０との衝突の状況を解析するために、被試験体１０の周囲の適宜箇所に、高速度光学撮影装置を複数台配置しておき、衝突時の被試験体１０をその周囲から撮影することが望ましい。
【００５７】
このようにして、事前準備を完了した後、落錘体１１の落下を行う。
はじめに、マグネット３１ａを下降させてマグネット装着板１８に吸着させる。そして、懸垂装置３１ｂによりマグネット３１ａを上昇させ、落錘体１１を所定の高さｈ（ｍ）まで上昇させる。衝突時の速度は√（２ｇｈ）により与えられるので、例えば衝突速度を５５ｋｍ／ｈとするには引き上げる高さｈを１１．９ｍとすればよい。
【００５８】
次に、この状態でマグネット３１ａの吸着を解放することにより、マグネット３１ａからマグネット装着板１８を離し、落錘体１１を初速零で、下方に配置された被試験体１０へ向けて自由落下させる。
【００５９】
自由落下した落錘体１１は、落下開始時の所定の姿勢を維持しながら、安定して落下する。そして、落錘体１１は、被試験体１０に衝突速度√（２ｇｈ）で衝突する。
この衝突の際に、衝突により得られる加速度は加速度センサにより検出され、また荷重がロードセルにより検出され、さらにひずみがひずみゲージにより検出され、これらの検出値が演算装置２４に入力される。このようにして、上述した検出部材により各種のデータを採取する。また、被試験体１０の衝突時の変形状況を複数の方向から高速度光学撮影装置により撮影する。これらのデータに基づいて被試験体１０の衝突時の変形状況等を解析する。
【００６０】
このようにして、本実施の形態では、落錘体１１を、所定の高さから落下させて下方に配置された被試験体１０に衝突させることによって、衝突時における被試験体１０の各部の破壊状況を演算装置３４により解析することにより、被試験体１０の衝撃試験を行う。
【００６１】
このようにして行われる落錘式衝撃試験の際、本実施の形態の落錘体１１は以下に列記する効果を奏する。
（ｉ）落錘体１１を構成する、被試験体１０に衝突する衝突部１３を、ローラ１７ａ〜１７ｄを備える支持部１２の下部に分けて配置するので、非特許文献４により開示された落錘体よりも、衝突部１３から支持部１２に伝搬される衝撃荷重を低減できるので落錘体１１の延命を図ることができるとともに、衝突時に最も負荷がかかる衝突部１３に損傷が生じた場合にも衝突部１３のみ交換すればよいので、試験コストを低減できる。
（ｉｉ）板材１４ａ、１４ｂにおける衝突部１３との間に鉛直方向への隙間を有する部分（領域Ｂ、Ｃ）に、支持部１２の水平方向の外部に向かうにつれて鉛直方向への開口量が増加する形状を有する貫通孔２０が穿設される。このため、被試験体１０との衝突時には、支持部１２には衝突部１３と接続する接続部１９からは上方への反力が作用する一方、軌道に沿わせる案内機構である端板１５やローラ１７からは下方へ落ちる慣性力が作用する。この相対する力の作用によって、支持部１２のうち接続部１９の外縁部近傍、すなわち図２の領域Ａ−Ｂの境界近傍、ならびに領域Ａ−Ｃの境界近傍には非常に大きな応力が作用し、接続部１９の外縁近傍より支持部１２の水平方向の外側の部位が下方へたわむ変形を生じ、支持部１２が損傷する。本実施の形態によれば、支持部１２に貫通孔２０を設けることにより、上述した相対する力の作用によって支持部１２の領域ＢおよびＣに生じる応力が水平方向について略均等化され、支持部１２の損傷を抑制できる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、貫通孔２０の頂点のうちで支持部１２の内部側に位置する頂点が、接続部１９の外縁の真上に位置することとしているが、必ずしも正確に真上に位置する必要はなく、多少は左右にずれて位置しても問題ない。かかる観点から、貫通孔２０は接続部１９の外縁部の鉛直上方位置の近傍を含む位置に、設けられることが好ましい。より好ましくは、接続部１９の外縁部近傍より支持部１２の水平方向の外側へ向けて配置することが好ましい。
【００６３】
このため、貫通孔２０の形状は、本実施の形態により示した三角形状に限定されるものではなく、四角形状や略楕円状等の適宜形状であってよい。貫通孔２０は、支持部１２の水平方向の外部に向かうにつれて鉛直方向の開口量が増加する形状を有することが、望ましい。また、貫通孔２０は、支持部１２の水平方向に対称に配置することが好ましい。さらに、貫通孔２０は、支持部１２の水平方向の中央を挟んで左右に各１つずつでも良いし、適宜片側に複数個ずつ配置するようにしてもよい。
（ｉｉｉ）支持部１２の水平方向の内部（領域Ａ）に、衝突部１３と接続するための接続部１９を有するとともに、支持部１２の水平方向の外部（領域Ｂ、Ｃ）に、衝突部１３との間に鉛直方向への距離がｄ２である隙間を有する。このため、支持部１２の水平方向の外部（領域Ｂ、Ｃ）が衝突により下方へ撓んでも、撓んだこの部分が衝突部１３に干渉することを防止でき、これにより、支持部１２の損傷を抑制することができる。したがって、落錘体１１の延命を図ることができる。
【００６４】
このようにして、本実施の形態の落錘体１１は、非特許文献４により開示された発明における落錘体よりも、延命を図ることができるので、衝撃試験コストの上昇や落錘衝撃試験機３０の稼働率の低下をいずれも抑制することが可能となる。これにより、大型の落錘体１１を落下させることにより衝突安全性が要求される車両部品に対して行う衝撃試験において落錘体１１の耐久性を高めて、この衝撃試験の実用性を高めることができる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２を説明する。なお、以降の説明では上述した実施の形態１と相違する部分を説明し、共通する部分については同一の符号を用いることにより重複する説明を省略する。
【００６５】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれ本実施の形態の落錘体１１−５、１１−６の上面図である。
本実施の形態の落錘体１１−５、１１−６が実施の形態１の落錘体１１〜１１−４と本質的に相違するのは、支持部１２−１が、実施の形態１のように所定距離だけ離間して対向配置された２枚の略矩形の板材１４ａ、１４ｂの組み合わせにより略直方体に構成されるのではなく、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、所定距離だけ離間して対向配置された２枚の略矩形の板材１４ａ、１４ｂを組み合わせた直方体４２を、複数組（図示例では２組）所定の傾斜角度で交差配置するとともに、二つの直方体４２の下面に両者に接合される取付け板４３を配置する点である。この取付け板４３を介して、衝突部１３は支持部１２−１にボルト等を用いて締結等により脱着自在に固定される。
【００６６】
取付け板４３の形状は、四角形等の多角形や円形等の適宜形状とすればよい。また、本実施の形態では、２組の直方体４２にそれぞれ互いに係合し合うための切欠きを設けておき、これらの切欠きを介して２組の直方体４２を所定の交差角度（図示例では４５度）で交差配置するが、この形態に限定されるものではなく、適宜手法により２組の直方体４２を所定の交差角度で交差配置すればよい。
【００６７】
なお、図６（ａ）の落錘体１１−５と、図６（ｂ）の落錘体１１−６との相違点は、支持部１２−１に対する衝突部１３の取付け方向が９０度相違する点である。
各直方体４２の側面には、それぞれ、ローラ１７ａ、１７ｂが装着され、一方の直方体４２に設けられたローラ１７ａ，１７ｂは軌道３２ａ、３２ｂに係合し、他方の直方体４２に設けられたローラ１７ａ、１７ｂは新たに追加して設けられた軌道３２ａ、３２ｂに係合する。
【００６８】
本実施の形態によれば、２つの直方体４２を図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すようにＸ字型に組み合わせ、四点で軌道３２ａ、３２ａ、３２ｂ、３２ｂに係合するので、落下中及び被試験体１０に衝突した後の跳ね返り時における落錘体１１−１の姿勢をさらに安定化することができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、支持部１２−１と衝突部１３とを脱着自在に固定するので、衝突部１３を重量が異なる他の衝突部１３−１に交換することにより、落錘体の質量を容易に変更することができ、試験条件の変更に柔軟かつ迅速に対応することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、２つの直方体４２を２組以上交差配置した場合を例にとったが、これとは異なり、２つの直方体４２を２組以上平行配置して支持部を構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施の形態１の落錘体を用いて、落錘式衝撃試験機により自動車部品であるクラッシュボックスの衝撃試験を行う状況を示す説明図である。
【図２】実施の形態１の落錘体の三面図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図３】実施の形態１の落錘体の変形例の三面図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、いずれも、実施の形態１の落錘体の他の変形例の正面図である。
【図５】実施の形態１の落錘体のさらに他の変形例の三面図であり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は図５３（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、いずれも、実施の形態２の落錘体の上面図である。
【図７】非特許文献４により開示された従来の衝撃試験機を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  クラッシュボックス
１１  落錘体
１２，１２−１  支持部
１３、１３−１  衝突部
１４ａ、１４ｂ  板材
１４ｃ  補強用角管
１５ａ、１５ｂ  端板
１６  天板
１７ａ〜１７ｄ  ローラ
１８  マグネット装着板
１９  接続部
２０  貫通孔
２１  取り付け板
３０  落錘式衝撃試験機
３１  落下機構
３１ａ  マグネット
３１ｂ  懸垂装置
３２  案内部材
３２ａ、３２ｂ  軌道
３３  被試験体支持部
３４  演算装置
３４ａ  配線
３６  基礎
３７  ロードセル搭載台
３８  ロードセル
３９  被試験体搭載台
４０  ストッパ搭載台
４１  ストッパ
４２  直方体
４３  取り付け板
【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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