(57)【要約】【課題】衝撃試験機と供試体との位置調整を容易且つ正確に行う。【解決手段】衝撃試験機１０が備えるＸＹテーブル手段４０は、ベース部材と、ベース部材に対してＸ軸方向で移動自在に支持させた第１可動部材と、第１可動部材に対してＹ軸方向で移動自在に支持させた第２可動部材とを備えており、ベース部材に対する第１可動部材のＸ軸方向での移動が、ベース部材に対してＸ軸方向に平行となるように軸支される第１ねじ軸と、第１可動部材に固定されるとともに第１ねじ軸に螺合する第１ナットと、第１ねじ軸を回転駆動する第１駆動源とで実現され、第１可動部材に対する第２可動部材のＹ軸方向での移動が、第１可動部材に対してＹ軸方向に平行となるように軸支される第２ねじ軸と、第２可動部材に固定されるとともに第２ねじ軸に螺合する第２ナットと、第２ねじ軸を回転駆動する第２駆動源とで実現される。【選択図】図１
2009281765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体に衝撃荷重を加えることで当該供試体の衝撃耐性を試験する衝撃試験手段と、
前記衝撃試験手段をＸ軸とＹ軸の直交２軸方向に移動制御するＸＹテーブル手段と、
を備える衝撃試験機であって、
前記ＸＹテーブル手段は、
ベース部材と、
前記ベース部材に対してＸ軸方向で移動自在に支持させた第１可動部材と、
前記第１可動部材に対してＹ軸方向で移動自在に支持させた第２可動部材と、
を備えて構成され、
前記ベース部材に対する前記第１可動部材のＸ軸方向での移動が、
前記ベース部材に対してＸ軸方向に平行となるように軸支される第１ねじ軸と、
前記第１可動部材に固定されるとともに前記第１ねじ軸に螺合する第１ナットと、
前記第１ねじ軸を回転駆動する第１駆動源と、
で実現され、
前記第１可動部材に対する前記第２可動部材のＹ軸方向での移動が、
前記第１可動部材に対してＹ軸方向に平行となるように軸支される第２ねじ軸と、
前記第２可動部材に固定されるとともに前記第２ねじ軸に螺合する第２ナットと、
前記第２ねじ軸を回転駆動する第２駆動源と、
で実現されることを特徴とする衝撃試験機。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃試験機において、
前記ベース部材と前記第１可動部材は、Ｘ軸方向と平行方向になるように形成された２つの側面をそれぞれ有し、前記ベース部材と前記第１可動部材との重畳する前記側面が面一となるように形成され、
前記第１可動部材と前記第２可動部材は、Ｙ軸方向と平行方向になるように形成された２つの側面をそれぞれ有し、前記第１可動部材と前記第２可動部材との重畳する前記側面が面一となるように形成され、さらに、
前記ベース部材と前記第１可動部材、前記第１可動部材と前記第２可動部材とで面一となるようにそれぞれ形成された前記側面を水平方向に押圧することで、前記ＸＹテーブル手段の動作を規制するようにした複数のロック機構を備えることを特徴とする衝撃試験機。
【請求項３】
請求項２に記載の衝撃試験機において、
前記ベース部材と前記第１可動部材、前記第１可動部材と前記第２可動部材とで面一となるようにそれぞれ形成された前記側面は、外方側に向けて厚みが小さくなるようにテーパ形状にて形成されており、
前記ロック機構は、前記テーパ形状に対応する斜面を有して形成されていることを特徴とする衝撃試験機。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の衝撃試験機において、
前記ロック機構は、
前記ベース部材と前記第１可動部材とで面一となるように形成された２つの前記側面に対してそれぞれ２ヶ所ずつ、合計４ヶ所設置され、
前記第１可動部材と前記第２可動部材とで面一となるように形成された２つの前記側面に対してそれぞれ２ヶ所ずつ、合計４ヶ所設置されていることを特徴とする衝撃試験機。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の衝撃試験機において、
前記複数のロック機構は、前記側面への水平方向の押圧動作を複数同時に実行するよう構成されていることを特徴とする衝撃試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃試験機に係り、特に、供試体に対して移動制御自在に構成された衝撃試験機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両の分野では、様々な安全基準が設けられており、この安全基準を満足することで初めて車両の使用が認められ、もって車両の安全確保が図られている。例えば、米国の場合、ＦＭＶＳＳ（Federal Motor Vehicle Safety Standards（米国連邦自動車安全基準））と呼ばれる自動車を対象とした安全基準が制定されており、種々のクリアすべき基準が設けられている。
【０００３】
そして産業界では、従来から、ＦＭＶＳＳにおいて制定される安全基準を試験するための様々な試験機が製造されている。例えば、「側面衝突保護（FMVSS 214）」および「ルーフの衝撃耐性（FMVSS 216）」という２つの特性を試験することができる衝撃試験機では、供試体である自動車の側面であるドア側、および上面であるルーフ側から衝撃荷重を加えることで、当該自動車の衝撃耐性を試験することが可能となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の衝撃試験機では、自動車に対して大きな衝撃荷重を加える必要性から、試験機本体は設置床面に対して強固に固定されており、衝撃試験機自体はその設置位置を調整することが不可能であった。そのために、従来の衝撃試験機では、試験の開始にあたって供試体である自動車を動かし、自動車位置の調整を完了して初めて試験が実施できるという状態であった。したがって、従来の衝撃試験機には、試験の実施までに多くの調整時間を要してしまうという問題が存在していた。また、自動車の側を動かして自動車位置の調整を行う方法では、試験の正確性を欠いてしまう虞があり、また、試験結果の再現性にも影響を与えるものであった。
【０００５】
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、衝撃試験機と供試体との位置調整を容易且つ正確に行うことのできる新たな衝撃試験機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る衝撃試験機は、供試体に衝撃荷重を加えることで当該供試体の衝撃耐性を試験する衝撃試験手段と、前記衝撃試験手段をＸ軸とＹ軸の直交２軸方向に移動制御するＸＹテーブル手段と、を備える衝撃試験機であって、前記ＸＹテーブル手段は、ベース部材と、前記ベース部材に対してＸ軸方向で移動自在に支持させた第１可動部材と、前記第１可動部材に対してＹ軸方向で移動自在に支持させた第２可動部材と、を備えて構成され、前記ベース部材に対する前記第１可動部材のＸ軸方向での移動が、前記ベース部材に対してＸ軸方向に平行となるように軸支される第１ねじ軸と、前記第１可動部材に固定されるとともに前記第１ねじ軸に螺合する第１ナットと、前記第１ねじ軸を回転駆動する第１駆動源と、で実現され、前記第１可動部材に対する前記第２可動部材のＹ軸方向での移動が、前記第１可動部材に対してＹ軸方向に平行となるように軸支される第２ねじ軸と、前記第２可動部材に固定されるとともに前記第２ねじ軸に螺合する第２ナットと、前記第２ねじ軸を回転駆動する第２駆動源と、で実現されることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る衝撃試験機において、前記ベース部材と前記第１可動部材は、Ｘ軸方向と平行方向になるように形成された２つの側面をそれぞれ有し、前記ベース部材と前記第１可動部材との重畳する前記側面が面一となるように形成され、前記第１可動部材と前記第２可動部材は、Ｙ軸方向と平行方向になるように形成された２つの側面をそれぞれ有し、前記第１可動部材と前記第２可動部材との重畳する前記側面が面一となるように形成され、さらに、前記ベース部材と前記第１可動部材、前記第１可動部材と前記第２可動部材とで面一となるようにそれぞれ形成された前記側面を水平方向に押圧することで、前記ＸＹテーブル手段の動作を規制するようにした複数のロック機構を備えることとすることができる。
【０００８】
本発明に係る衝撃試験機において、前記ベース部材と前記第１可動部材、前記第１可動部材と前記第２可動部材とで面一となるようにそれぞれ形成された前記側面は、外方側に向けて厚みが小さくなるようにテーパ形状にて形成されており、前記ロック機構は、前記テーパ形状に対応する斜面を有して形成されていることとすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る衝撃試験機において、前記ロック機構は、前記ベース部材と前記第１可動部材とで面一となるように形成された２つの前記側面に対してそれぞれ２ヶ所ずつ、合計４ヶ所設置され、前記第１可動部材と前記第２可動部材とで面一となるように形成された２つの前記側面に対してそれぞれ２ヶ所ずつ、合計４ヶ所設置されていることとすることができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る衝撃試験機において、前記複数のロック機構は、前記側面への水平方向の押圧動作を複数同時に実行するよう構成されていることとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、衝撃試験機と供試体との位置調整を容易且つ正確に行うことのできる新たな衝撃試験機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る衝撃試験機の全体構成を示した外観斜視図である。本実施形態に係る衝撃試験機１０は、供試体である不図示の自動車に衝撃荷重を加えることでこの自動車の衝撃耐性を試験する衝撃試験手段２０と、衝撃試験手段２０をＸ軸とＹ軸の直交２軸方向に移動制御するＸＹテーブル手段４０と、を備えて構成されている。
【００１４】
衝撃試験手段２０は、ＦＭＶＳＳにおいて制定される「ルーフの衝撃耐性（FMVSS 216）」という安全基準に関する試験項目を試験するために自動車のルーフ側から衝撃荷重を加えるための＃２１６試験装置２１と、「側面衝突保護（FMVSS 214）」という安全基準に関する試験項目を試験するために自動車のドア側から衝撃荷重を加えるための＃２１４試験装置３１と、を備えて構成されている。
【００１５】
＃２１６試験装置２１の具体的な機構について、図２を用いて説明すると、＃２１６試験装置２１の駆動機構は、回転駆動力を発生させるモータ２２と、このモータ２２の回転軸にベルトを介して回転自在に設置されたねじ軸２３と、このねじ軸２３に螺合するナット２４とによって構成されている。モータ２２を動作させてモータ２２の回転軸を回転駆動させると、回転軸にベルトを介して接続するねじ軸２３は、ねじ軸２３の軸線を回転中心として回転運動を行うこととなる。ねじ軸２３が回転すると、このねじ軸２３に螺合するナット２４は、ねじ軸２３の軸線方向に沿って直線的に運動することとなる。もちろん、ねじ軸２３の回転方向を変更することによって、ナット２４はねじ軸２３の上下方向に往復運動を行うことが可能となっている。そして、ナット２４には、＃２１６試験装置２１の本体部分が設置されているので、上述した＃２１６試験装置２１の駆動機構によって上下方向での位置制御が可能となっている。なお、ナット２４の上下方向でのストローク端にはリミッタスイッチ２５が設置されており、ナット２４の上下方向での可動範囲を規制することで装置の安全性が確保されている。
【００１６】
ナット２４に設置される＃２１６試験装置２１の本体部分は、詳細な図示を略した傾斜装置を備えており、自動車のルーフ部分に衝撃荷重を加えるための加圧部２６が有する加圧面２６ａを±５°の角度範囲で傾斜させることができるようになっている。
【００１７】
また、加圧部２６を加圧方向に押し出す機構には、２本の油圧シリンダ２７，２７が採用されており、これら２本の油圧シリンダ２７，２７に供給される作動油の制御を行うことによって、所望の条件での衝撃試験が実施可能となっている。
【００１８】
一方、＃２１４試験装置３１の具体的な機構について、図３を用いて説明すると、＃２１４試験装置３１についても、その駆動機構は、回転駆動力を発生させるモータ３２と、このモータ３２の回転軸にベルトを介して回転自在に設置されたねじ軸３３と、このねじ軸３３に螺合するナット３４とによって構成されている。モータ３２を動作させてモータ３２の回転軸を回転駆動させると、回転軸にベルトを介して接続するねじ軸３３は、ねじ軸３３の軸線を回転中心として回転運動を行うこととなる。ねじ軸３３が回転すると、このねじ軸３３に螺合するナット３４は、ねじ軸３３の回転方向に応じて軸線方向に沿った往復直線運動を行うことが可能となっている。そして、ナット３４には、＃２１４試験装置３１の本体部分が設置されているので、上述した＃２１４試験装置３１の駆動機構によって上下方向での位置制御が可能となっている。なお、ナット３４の上下方向でのストローク端にはリミッタスイッチ３５が設置されており、ナット３４の上下方向での可動範囲を規制することで装置の安全性が確保されている。
【００１９】
ナット３４に設置される＃２１４試験装置３１の本体部分は、自動車のドア部分に衝撃荷重を加えるための加圧部３６を備えて構成されている。この加圧部３６を加圧方向に押し出す機構についても、詳細な図示を略した２本の油圧シリンダ３７が採用されており、油圧シリンダ３７に供給される作動油の制御を行うことによって、所望の条件での衝撃試験が実施可能となっている。
【００２０】
次に、衝撃試験手段２０をＸ軸とＹ軸の直交２軸方向に移動制御するＸＹテーブル手段４０について説明する。図４は、本実施形態に係るＸＹテーブル手段４０の概略構成を示す図である。なお、図４では、紙面の左右方向をＸ軸方向、紙面の手前から奥に向かう方向をＹ軸方向と定義して説明を行う。
【００２１】
本実施形態に係るＸＹテーブル手段４０は、ベース部材４１と、ベース部材４１に対してＸ軸方向で移動自在に支持させた第１可動部材４２と、この第１可動部材４２に対してＹ軸方向で移動自在に支持させた第２可動部材４３と、を備えて構成されている。
【００２２】
ベース部材４１は、本実施形態に係る衝撃試験機１０の設置基準となる部材であり、設置床面に対してアンカーボルト等の固定手段を利用することによって強固な固定が成されている。
【００２３】
一方、第１可動部材４２は、ベース部材４１の上方にレールや直動案内装置等を介して設置される部材であり、ベース部材４１に対してＸ軸方向での移動が行われる部材である。このベース部材４１に対する第１可動部材４２の移動は、ベース部材４１に対してＸ軸方向に平行となるように軸支される第１ねじ軸４４と、第１可動部材４２に固定されるとともに第１ねじ軸４４に螺合する第１ナット４５と、第１ねじ軸４４を回転駆動する第１駆動源としてのモータ４６という３つの主要な部材によって実現が成されている。すなわち、モータ４６の回転駆動力が伝達されて第１ねじ軸４４が回転すると、この第１ねじ軸４４はＸ軸方向と平行になるように設置されているので、第１ナット４５はＸ軸方向に沿った往復直線運動を行うことになる。そうすると、第１可動部材４２は、このＸ軸方向に沿った往復直線運動を行う第１ナット４５に固定されているので、第１ナット４５と同様にベース部材４１に対するＸ軸方向での移動を行うことが可能となるのである。
【００２４】
さらに、第１可動部材４２の上方にレールや直動案内装置等を介して設置される第２可動部材４３は、第１可動部材４２に対してＹ軸方向での移動が行われる部材である。この第１可動部材４２に対する第２可動部材４３の移動は、第１可動部材４２に対してＹ軸方向に平行となるように軸支される第２ねじ軸４７と、第２可動部材４３に固定されるとともに第２ねじ軸４７に螺合する第２ナット４８と、第２ねじ軸４７を回転駆動する第２駆動源としてのモータ４９という３つの主要な部材によって実現が成されている。すなわち、モータ４９の回転駆動力が伝達されて第２ねじ軸４７が回転すると、この第２ねじ軸４７はＹ軸方向と平行になるように設置されているので、第２ナット４８はＹ軸方向に沿った往復直線運動を行うことになる。そうすると、第２可動部材４３は、このＹ軸方向に沿った往復直線運動を行う第２ナット４８に固定されているので、第２ナット４８と同様に第１可動部材４２に対するＹ軸方向での移動を行うことが可能となるのである。
【００２５】
なお、第２可動部材４３の上方には、先に説明した衝撃試験手段２０が設置されている。したがって、本実施形態に係る衝撃試験機１０では、ＸＹテーブル手段４０の作用によって衝撃試験手段２０の位置調整を容易に行うことができるので、従来技術では不可能であった衝撃試験機と供試体との位置調整を容易且つ正確に行うことのできる新たな衝撃試験機１０を提供することが可能となっている。
【００２６】
以上のような好適な作用を発揮するＸＹテーブル手段４０であるが、本実施形態に係るＸＹテーブル手段４０は、さらなる有意な特徴を備えている。すなわち、図４において示されるように、本実施形態に係るＸＹテーブル手段４０では、ベース部材４１と第１可動部材４２が、Ｘ軸方向と平行方向になるように形成された２つの側面４１ａ，４２ａをそれぞれ有しており、ベース部材４１と第１可動部材４２との重畳する側面４１ａ，４２ａが面一となるように形成されているという特徴を有している。また、本実施形態に係るＸＹテーブル手段４０では、第１可動部材４２と第２可動部材４３とが、Ｙ軸方向と平行方向になるように形成された２つの側面４２ｂ，４３ａをそれぞれ有しており、第１可動部材４２と第２可動部材４３との重畳する側面４２ｂ，４３ａが面一となるように形成されている。そしてさらに、本実施形態に係るＸＹテーブル手段４０では、ベース部材４１と第１可動部材４２、第１可動部材４２と第２可動部材４３とで面一となるようにそれぞれ形成された側面４１ａ，４２ａ、４２ｂ，４３ａを水平方向に押圧することで、ＸＹテーブル手段の動作を規制するようにした複数のロック機構５０が設置されているのである。
【００２７】
これら複数のロック機構５０は、図５に示すごとき構成を有するものであり、面一となるように形成された２つの側面４１ａ，４２ａ（４２ｂ，４３ａ）をクランプするクランプ部５１と、このクランプ部５１を水平方向に駆動するための駆動部５２とから構成されている。かかる構成を有することから、本実施形態に係るロック機構５０は、面一となるように形成された２つの側面４１ａ，４２ａ（４２ｂ，４３ａ）をクランプ部５１によって水平方向内側に向けて押圧することができる。しかも、本実施形態のロック機構５０は、ベース部材４１と第１可動部材４２とで面一となるように形成された２つの側面（図４における符号４１ａ，４２ａの箇所とその反対側）に対してそれぞれ２ヶ所ずつ、合計４ヶ所設置されており、さらに、第１可動部材４２と第２可動部材４３とで面一となるように形成された２つの側面４２ｂ，４３ａに対してそれぞれ２ヶ所ずつ、合計４ヶ所設置されているので、ＸＹテーブル手段４０を構成するベース部材４１と第１可動部材４２、および第１可動部材４２と第２可動部材４３を強固に固定することができる。したがって、所望の位置で停止したＸＹテーブル手段４０は、衝撃試験手段２０の動作に伴う衝撃を受けたとしてもその位置がずれてしまうということがないので、本実施形態に係る衝撃試験機１０によれば、安定した試験を実施することが可能なのである。
【００２８】
なお、複数のロック機構５０は、側面４１ａ，４２ａ、４２ｂ，４３ａへの水平方向の押圧動作を複数のロック機構５０で同時に実行することができるように構成されているので、ＸＹテーブル手段４０全体でバランスのとれた安定したクランプ作用を発揮することが可能となっている。
【００２９】
また、本実施形態のＸＹテーブル手段４０では、ベース部材４１と第１可動部材４２、第１可動部材４２と第２可動部材４３とで面一となるようにそれぞれ形成された側面４１ａ，４２ａ、４２ｂ，４３ａが、外方側に向けて厚みが小さくなるようにテーパ形状にて形成されており、一方のロック機構５０では、クランプ部５１の前記側面４１ａ，４２ａ、４２ｂ，４３ａと接触する面が側面側のテーパ形状に対応する斜面を有して形成されているので、これらテーパ形状と斜面との作用によって、非常に強固なクランプ力を発揮することができるという効果を発揮できるようになっている。
【００３０】
なお、クランプ部５１が有する斜面の形状については、図５に示す形状に限られるものではない。例えば、図６は、本発明に係るロック機構が採り得る多様な変形形態の一例を示す図であるが、図６において例示するように、側面４１ａ，４２ａ、４２ｂ，４３ａに対してテーパ形状が形成されていない場合であっても、クランプ部５１の斜面の角度を１〜３°程度と低くすることにより、上述した図５の実施形態の場合と同程度のクランプ力を得ることができる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。例えば、上述した本実施形態に係る衝撃試験機１０では、ＦＭＶＳＳにおいて制定される「ルーフの衝撃耐性（FMVSS 216）」という安全基準に関する試験項目を試験するために自動車のルーフ側から衝撃荷重を加えるための＃２１６試験装置２１と、「側面衝突保護（FMVSS 214）」という安全基準に関する試験項目を試験するために自動車のドア側から衝撃荷重を加えるための＃２１４試験装置３１と、を備えて構成される衝撃試験手段２０を例示して説明を行った。しかしながら、本発明の適用範囲は上述したものには限られず、あらゆる試験に対応することが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る衝撃試験機の全体構成を示した外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る衝撃試験機が有する＃２１６試験装置の具体的な機構について説明するための図である。
【図３】本実施形態に係る衝撃試験機が有する＃２１４試験装置の具体的な機構について説明するための図である。
【図４】本実施形態に係るＸＹテーブル手段を説明するための図である。
【図５】本実施形態に係るＸＹテーブル手段が有するロック機構を説明するための図である。
【図６】本発明に係るロック機構が採り得る多様な変形形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  衝撃試験機、２０  衝撃試験手段、２１  ＃２１６試験装置、２２  モータ、２３  ねじ軸、２４  ナット、２５  リミッタスイッチ、２６  加圧部、２６ａ  加圧面、２７  油圧シリンダ、３１  ＃２１４試験装置、３２  モータ、３３  ねじ軸、３４  ナット、３５  リミッタスイッチ、３６  加圧部、３７  油圧シリンダ、４０  ＸＹテーブル手段、４１  ベース部材、４１ａ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ  側面、４２  第１可動部材、４３  第２可動部材、４４  第１ねじ軸、４５  第１ナット、４６  モータ、４７  第２ねじ軸、４８  第２ナット、４９  モータ、５０  ロック機構、５１  クランプ部、５２  駆動部。
【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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