(57)【要約】【課題】  筒型射出体の基部に作用する曲げモーメントを低減することができる構造のインパクターを提供することを課題とする。【解決手段】  図（ａ）において、第１シリンダ３３の前端位置Ｐ１において、筒型射出体３２に作用する曲げモーメントは、反力Ｒの垂直分力にＬ２を乗じた値となる。（ｂ）は比較例を示し、第１シリンダ３３が欠落し、第２シリンダ３４に直接的に筒型射出体３２が支持されているとする。突出代はＬ３となる。第２シリンダ３４の前端位置Ｐ２において、筒型射出体３２に作用する曲げモーメントは、反力Ｒの垂直分力にＬ３を乗じた値となる。筒型射出体３２に発生する曲げ応力は曲げモーメントに比例する。そのため、（ａ）は（ｂ）よりも筒型射出体３２に発生する最大曲げ応力が小さくなる。曲げモーメントや曲げ応力が小さければ、筒型射出体３２の薄肉化、小径化が可能となり、筒型射出体３２の軽量化が可能となる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体などの試験対象物に衝突させる半球体を一端に備える筒型射出体と、この筒型射出体を射出可能に収納する第１シリンダと、この第１シリンダを前記筒型射出体の射出方向へ移動可能に収納する第２シリンダと、前記第１シリンダの後端面に空気圧を作用させるべく前記第２シリンダに設けた空気室へ圧縮空気を供給する圧縮空気供給路と、前記空気室の内圧が一定圧に達するまでは前記第１シリンダを第２シリンダに繋いでおくアンカー機構とから構成し、
このアンカー機構を開放し、空気圧で第１シリンダを高速移動させ、第１シリンダが前進限位置で停止した後に慣性作用で前記筒型射出体を第１シリンダから突出させて試験対象物に衝突させることを特徴とする衝撃試験用インパクター。
【請求項２】
前記筒型射出体は、前面から後面まで連続した空気通路を備えることを特徴とする請求項１記載の衝撃試験用インパクター。
【請求項３】
前記筒型射出体は、前記半球体と、この半球体の後部に接続した筒型中間部と、この筒型中間部の後部に接続した筒型後部とからなり、この筒型後部は、固有振動数が前記筒型中間部や半球体と異なるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の衝撃試験用インパクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試験対象物に衝突させる衝撃試験用インパクターの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、歩行者保護を優先した車体の構造が各種提案されている。車体の構造が歩行者保護に、どの程度適合しているかは、歩行者保護試験装置で確認する。そして、歩行者保護試験装置の要部は、歩行者の頭部を模したヘッドインパクター（以下、インパクターと略す。）であり、インパクターの構造も各種提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−１７０６０５号公報（図５）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図６は従来の技術の基本構成を説明する図であり、インパクター１００は、シリンダ１０１と、このシリンダ１０１に移動自在に収納したフリーピストン１０２と、シリンダ１０１に移動可能に収納した主ピストン１０３と、この主ピストン１０３から延ばしたピストンロッド１０４と、このピストンロッド１０４の先端に設けた半球体１０５とからなる。
【０００４】
矢印ａのごとく空気を吹き込むことでフリーピストン１０２を主ピストン１０３の近傍位置にプリセットする。次に、矢印ｂのごとくフリーピストン１０２と主ピストン１０３との間に空気を吹き込む。すると、主ピストン１０３は図左へ移動し始め、フリーピストン１０２は図右へ移動し始める。
【０００５】
図７は図６の作用図であり、主ピストン１０３と共に移動させた半球体１０５を車体１０６に衝突させた様子を示す。半球体１０５には、図示せぬ加速度センサが内蔵され、衝突時の加速度を測定することができる。実測した加速度が小さいほど歩行者の保護が図れることになる。
【０００６】
車体１０６に対するインパクター１００の射出角度θは歩行者の移動軌跡と車体１０６の形状とから決定されるが、一般に９０°とは異なる角度となる。
θが９０°と異なる角度である場合には、反力Ｒは半球体１０５に水平分力の他に、垂直分力を与える。垂直分力は、ピストンロッド１０４の基部１０７に最大曲げモーメントを発生させる。
そのため、ピストンロッド１０４の径を大きくして曲げ剛性を高めるなどの対策を講じる必要があり、インパクター１００が重くなり、大型になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はピストンロッドの基部に作用する曲げモーメントを低減することができる構造のインパクターを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、車体などの試験対象物に衝突させる半球体を一端に備える筒型射出体と、この筒型射出体を射出可能に収納する第１シリンダと、この第１シリンダを前記筒型射出体の射出方向へ移動可能に収納する第２シリンダと、前記第１シリンダの後端面に空気圧を作用させるべく前記第２シリンダに設けた空気室へ圧縮空気を供給する圧縮空気供給路と、前記空気室の内圧が一定圧に達するまでは前記第１シリンダを第２シリンダに繋いでおくアンカー機構とから構成し、このアンカー機構を開放し、空気圧で第１シリンダを高速移動させ、第１シリンダが前進限位置で停止した後に慣性作用で前記筒型射出体を第１シリンダから突出させて試験対象物に衝突させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明では、筒型射出体は、前面から後面まで連続した空気通路を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明では、筒型射出体は、前記半球体と、この半球体の後部に接続した筒型中間部と、この筒型中間部の後部に接続した筒型後部とからなり、この筒型後部は、固有振動数が前記筒型中間部や半球体と異なるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明は、アンカー機構を採用することで、第２シリンダに第１シリンダを収納し、この第１シリンダに筒型射出体を収納することに成功した。
第１シリンダを介在させることで、筒型射出体の突出代を短縮することができ、筒型射出体に作用する最大曲げモーメントを大幅に低減することができる。
最大曲げモーメントが小さければ、筒型射出体の薄肉化や小径化が可能となり筒型射出体の軽量化並びに歩行者保護試験装置の軽量化並びにコンパクト化を容易に達成することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、第１シリンダから筒型射出体が突出する際に、空気通路を用いて外部の空気を第１シリンダ内へ供給することができる。この結果、筒型射出体を円滑に第１シリンダから突出させることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明では、筒型射出体は、半球体と、この半球体の後部に接続した筒型中間部と、この筒型中間部の後部に接続した筒型後部とからなり、この筒型後部は、固有振動数が筒型中間部や半球体と異なるように構成したので、衝突時に振動エネルギーを吸収させることができる。半球体に加速度センサを内蔵する場合には、加速度センサの損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る歩行者保護試験装置の全体図であり、歩行者保護試験装置１０は、水平に付設したレール１１と、このレール１１に水平移動可能に載せたスライダ１２と、このスライダ１２を水平に移動させる移動用シリンダ１３と、スライダ１２上に立てた試験機フレーム１４と、この試験機フレーム１４に縦向きに沿わせた送りねじ１５と、この送りねじ１５を回すねじ駆動モータ１６と、送りねじ１５で上下に移動させる昇降部１７と、この昇降部１７に設けた衝撃試験用インパクター３０と、この衝撃試験用インパクター３０（以下、インパクター３０と記す。）に圧縮空気を供給する空気源１８と、インパクター３０に高圧作動油を供給する油圧源１９とからなる。
【００１５】
２１はカップリング、２２、２２は送りねじ１５を支える支持ブロック、２３は圧縮空気供給路、２４は油圧供給路、２５は移動用シリンダ１３の後端をレール１１側に連結する支持材、２６は移動用シリンダ１３のピストンロッド２７をスライダ１２に連結する連結材である。
【００１６】
歩行者保護試験装置１０の作用を述べると、試験対象物である車体２０に対して、移動用シリンダ１３、送りねじ１５、駆動モータ１６及び昇降部１７を用いて、インパクター３０を所望の水平位置及び高さに移動し、昇降部１７に対してインパクター３０をαのごとく所定の射出角度が得られるようい傾ける。これで、インパクター３０を車体２０に対して位置決めできたことになる。この後は、空気源１８及び油圧源１９を用いてインパクター３０を作動させる。この作動については以下に詳細に述べる。
【００１７】
図２は本発明に係るインパクターの断面図であり、インパクター３０は、半球体３１を一端に備える筒型射出体３２と、この筒型射出体３２を射出可能に収納する第１シリンダ３３と、この第１シリンダ３３を射出方向へ移動可能に収納する第２シリンダ３４と、第１シリンダ３３の後端面３５に空気圧を作用させるべく第２シリンダ３４に設けた空気室３６と、この空気室３６へ圧縮空気を供給する圧縮空気供給路２３と、空気室３６の内圧が一定圧に達するまでは第１シリンダ３３を第２シリンダ３４に繋いでおくアンカー機構５０とから構成する。
【００１８】
３７、３８、３８、３９、３９はＯリングであって、空気や油の漏れを防止する部材である。４１は、第１シリンダ３３の後部に張出し形成した鍔部４０が衝突したときに緩衝作用を発揮させるクッション材である。また、４２は圧抜き路、４３はドレーン通路である。
【００１９】
アンカー機構５０は、第１シリンダ３３の後端面３５から空気室３６内へ突起した頭付き突起部５１と、この頭付き突起部５１の頭部５２に係合するクランプ爪５３、５３と、これらのクランプ爪５３、５３の各々から延ばした油圧ピストン５４、５４と、これらの油圧ピストン５４、５４を移動可能に収納するために第２シリンダ３４に形成した油圧シリンダ部５５、５５と、油圧供給路２４及びドレーン通路４３とからなる。
【００２０】
ドレーン弁５６を閉じて、油供給弁５７を開けば、高圧作動油が油圧シリンダ部５５、５５に溜まり、油圧ピストン５４、５４を押し出すため、クランプ爪５３、５３で頭付き突起部５１をクランプさせることができる。
この状態で、圧抜き弁５８を閉じて、エア供給弁５９を開ければ、圧縮空気を空気室３６に満たすことができる。以降の作用は後述する。
【００２１】
図３は本発明に係る筒型射出体の断面図であり、筒型射出体３２は、カーボン製の筒型中間部６１の前部に、アルミニウム合金などの軽金属製の半球体３１をボルト６２、６２で固定し、また、筒型中間部６１の後部に、樹脂製の筒型後部６３をボルト６４、６４で固定してなる。
【００２２】
半球体３１を金属、筒型中間部６１をカーボン、筒型後部６３を樹脂で構成するごとくに、材質を変えることで各要素の固有振動数を変えることができる。
すなわち、筒型後部は、固有振動数が筒型中間部や半球体と異なるように構成したので、衝突時に振動エネルギーを吸収させることができる。半球体に加速度センサを内蔵する場合には、加速度センサの損傷を防止することができる。
なお、固有振動数の調整は、材質の他、肉厚などの構造を変更することでも可能である。
【００２３】
半球体３１は先端に加速度センサ６５を備え、ボルト６２、６２及び工具を通すことのできる穴６６、６６及びその他の通気穴６７、６７を備える。
筒型後部６３はボルト６４、６４及び工具を通すことのできる穴６８及びその他の通気穴６９を備える。ボルト６２やボルト６４は六角穴付きボルトが好適である。六角レンチは細い棒であるため、穴６６や穴６８を比較的小径にすることができる。
【００２４】
また、好ましくは、図示するごとく、半球体３１に嵌合凸部７１、筒型中間部６１の前部に嵌合凹部７２を設けることで、筒型中間部６１の軸中心に半球体３１の軸中心を合わせる嵌合構造を採用する。筒型中間部６１と筒型後部６３との間も同様である。凹凸順は逆であっても良い。
【００２５】
さらには、ボルト６２、６２、６４、６４で固定し、一体化した後に、半球体３１、筒型中間部６１及び筒型後部６３の外周面を、旋盤などで一括して仕上げることで、継ぎ目での段差の発生を防止することは望ましい処理である。
【００２６】
以上の構成からなるインパクターの作用を次に説明する。
図４は準備段階から第１シリンダ前進までの作用説明図である。
（ａ）は準備段階を示し、この段階ではアンカー機構５０で第１シリンダ３３を拘束する。そして、半球体３１を車体２０に臨ませると共に空気室３６に圧縮空気を充填する。空気室３６の内圧が所定圧に達した後に、油供給弁５７を閉じ、ドレーン弁５６を開ける。すると、アンカー機構５０のアンカー作用が喪失し、第１シリンダ３３は、空気室３６の圧力により高速で前進を開始する。
【００２７】
（ｂ）では、第１シリンダ３３はクッション材４１に鍔部４０が当たることで、急停止したことを示す。ここまでに、第１シリンダ３３は、距離Ｌ１だけ前進する。筒型射出体３２は、第１シリンダ３３に収納されたままであり、その移動距離は第１シリンダ３３と同じ距離Ｌ１である。
【００２８】
図５は第１シリンダ停止から筒型射出体の衝突までの作用説明図である。
（ａ）において、第１シリンダ３３はクッション４１の制動作用で急停止するが、筒型射出体３２は慣性作用で移動を継続する。すなわち、筒型射出体３２は第１シリンダ３３から突出し、車体２０に衝突して止まる。この突出代を距離Ｌ２とする。
【００２９】
なお、筒型射出体３２（図３参照）は中空体であり且つ前後に穴を有するため、これらの穴及び中空体からなる空気通路を介して、外の空気を第１シリンダ３３内へ送ることができる。そのため、筒型射出体３２は第１シリンダ３３から円滑に突出させることができる。なお、空気通路が無ければ、真空作用により、筒型射出体３２の移動が非円滑的なものとなる。
【００３０】
筒型射出体３２は第２シリンダ３４に対しては、Ｌ１（図４参照）＋Ｌ２だけ移動したが、突出代はＬ２に留まる。第１シリンダ３３の前端位置Ｐ１において、筒型射出体３２に作用する曲げモーメントは、反力Ｒの垂直分力にＬ２を乗じた値となる。
【００３１】
（ｂ）は比較例を示し、第１シリンダ３３が欠落し、第２シリンダ３４に直接的に筒型射出体３２が支持されているとする。突出代はＬ３となる。第２シリンダ３４の前端位置Ｐ２において、筒型射出体３２に作用する曲げモーメントは、反力Ｒの垂直分力にＬ３を乗じた値となる。
【００３２】
筒型射出体３２に発生する曲げ応力は曲げモーメントに比例する。そのため、（ａ）は（ｂ）よりも筒型射出体３２に発生する最大曲げ応力が小さくなる。
曲げモーメントや曲げ応力が小さければ、筒型射出体３２の薄肉化、小径化が可能となり、筒型射出体３２の軽量化が可能となる。筒型射出体３２が小型、軽量であれば、図１に示す歩行者保護試験装置１０の軽量化並びにコンパクト化も可能となる。
【００３３】
尚、本発明のインパクターは、車体を検査対象とした歩行者保護試験装置に好適であるが、検査対象は車体の他、ガードフェンスのような歩行者保護用構造物であってもよい。
【００３４】
また、アンカー機構の駆動源を油圧で説明したが、空圧、電動、リンク機構であってもよく、要は、第２シリンダに対する第１シリンダの制動（アンカー作用）／開放が任意に行える機構であれば種類は問わない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のインパクターは、車体を検査対象とした歩行者保護試験装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る歩行者保護試験装置の全体図である。
【図２】本発明に係るインパクターの断面図である。
【図３】本発明に係る筒型射出体の断面図である。
【図４】準備段階から第１シリンダ前進までの作用説明図である。
【図５】第１シリンダ停止から筒型射出体の衝突までの作用説明図である。
【図６】従来の技術の基本構成を説明する図である。
【図７】図６の作用図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０…歩行者保護試験装置、１８…空気源、１９…油圧源、２０…試験対象物としての車体、２３…圧縮空気供給路、３０…衝撃試験用インパクター（インパクター）、３１…半球体、３２…筒型射出体、３３…第１シリンダ、３４…第２シリンダ、３５…第１シリンダの後端面、３６…空気室、５０…アンカー機構、５１…頭付き突起部、５３…クランプ爪、６１…筒型中間部、６３…筒型後部。
【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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