特開 2023-127895 自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置、試験条件決定方法、および側面衝突試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023127895

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置、試験条件決定方法、および側面衝突試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 7/08 20060101AFI20230907BHJP

   G01M 17/007 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

G01M7/08 A

G01M17/007 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022031848

(22)【出願日】2022-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100218132

【弁理士】

【氏名又は名称】近田 暢朗

(72)【発明者】

【氏名】鎮西 将太

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 憲一

(72)【発明者】

【氏名】内藤 純也

(72)【発明者】

【氏名】史 棟勇

(57)【要約】

【課題】自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置、試験条件決定方法、および側面衝突試験方法において、簡易な構成でフルビークル試験に近いセンターピラーの変形状態を再現する。
【解決手段】側面衝突試験装置１は、センターピラー１１０に衝突させる衝突体１０と、一対の第１支持部材３１のそれぞれの第１末端部３２にてロッカー模擬部１３０の前端部１３１および後端部１３２を支持するロッカー支持体３０と、ルーフレール模擬部１２０を支持するルーフレール支持体２０とを備える。一対の第１支持部材３１のそれぞれは、衝突体１０をセンターピラー１１０に衝突させると第１薄肉部３４が屈曲することによって、第１末端部３２が第１薄肉部３４を起点として第１基端部３３に対して回転するように構成されている。ロッカー模擬部１３０は、第１末端部３２に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車のセンターピラーと、前記センターピラーの下端部に接続された前記自動車のロッカーを模擬したロッカー模擬部と、前記センターピラーの上端部に接続された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を有する被試験体を用いて、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、
下段が上段よりも突出した段差状の衝突面を有し、前記センターピラーに衝突させる衝突体と、
車両幅方向外側端部の第１末端部、車両幅方向内側端部の第１基端部、および、前記第１末端部と前記第１基端部との間に位置して前記第１末端部と前記第１基端部よりも厚みが薄い第１薄肉部をそれぞれ有する一対の第１支持部材を含み、前記一対の第１支持部材のそれぞれの前記第１末端部にて前記ロッカー模擬部の前端部および後端部を支持するロッカー支持体と、
前記ルーフレール模擬部を支持するルーフレール支持体と
を備え、
前記一対の第１支持部材のそれぞれは、前記衝突体を前記センターピラーに衝突させると前記第１薄肉部が屈曲することによって、前記第１末端部が前記第１薄肉部を起点として前記第１基端部に対して回転するように構成されており、
前記ロッカー模擬部は、前記第１末端部に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するように構成されている、自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置。

【請求項2】

前記第１薄肉部は、車両上下方向において上向きに開口するように切り欠かれた第１切欠きの残肉部として形成されており、前記第１切欠きは上方ほど開口量が大きい、請求項１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3】

前記ルーフレール支持体は、前記ルーフレール模擬部の車両幅方向の並進を止めるとともに車両上下方向の並進および車両前後方向まわりの回転を許容するように、前記ルーフレール模擬部を単純支持する壁面部材を含む、請求項１または請求項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】

前記ルーフレール支持体は、車両幅方向外側端部の第２末端部、車両幅方向内側端部の第２基端部、および、前記第２末端部と前記第２基端部との間に位置して前記第２末端部と前記第２基端部よりも厚みが薄い第２薄肉部をそれぞれ有する一対の第２支持部材を含み、前記一対の第２支持部材のそれぞれの前記第２末端部にて前記ルーフレール模擬部の前端部および後端部を支持し、
前記一対の第２支持部材のそれぞれは、前記衝突体を前記センターピラーに衝突させると前記第２薄肉部が屈曲することによって、前記第２末端部が前記第２薄肉部を起点として前記第２基端部に対して回転するように構成されており、
前記ルーフレール模擬部は、前記第２末端部とともに回転することにより車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するように構成されている、請求項１または請求項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5】

前記第２薄肉部は、車両上下方向において下向きに開口するように切り欠かれた第２切欠きの残肉部として形成されており、前記第２切欠きは下方ほど開口量が大きい、請求項４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6】

請求項１から請求項５のいずれか１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における前記衝突体、前記ロッカー支持体、および前記ルーフレール支持体の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として決定する試験条件決定方法であって、
自動車全体をモデル化して側面衝突全体解析を行うことにより第１変形状態を取得し、
前記被試験体と前記側面衝突試験装置とをモデル化した側面衝突部分解析を行うことにより第２変形状態を取得し、
前記第１変形状態と前記第２変形状態とを比較した差分が所定値以下となるまで、前記衝突体、前記ロッカー支持体、および前記ルーフレール支持体の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを変更して前記側面衝突部分解析を繰り返し行い、
前記差分が前記所定値以下となったときの、前記衝突体、前記ロッカー支持体、および前記ルーフレール支持体の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として決定する
ことを含む、試験条件決定方法。

【請求項7】

自動車のセンターピラーと、前記センターピラーの下端部に接続された前記自動車のロッカーを模擬したロッカー模擬部と、前記センターピラーの上端部に接続された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を有する被試験体を準備し、
下段が上段よりも突出した段差状の衝突面を有し、前記センターピラーに衝突させる衝突体と、車両幅方向外側端部の第１末端部、車両幅方向内側端部の第１基端部、および、前記第１末端部と前記第１基端部との間に位置して前記第１末端部と前記第１基端部よりも厚みが薄い第１薄肉部をそれぞれ有する一対の第１支持部材を含み、前記一対の第１支持部材のそれぞれの前記第１末端部にて前記ロッカー模擬部の前端部および後端部を支持するロッカー支持体と、前記ルーフレール模擬部を支持するルーフレール支持体とを備える側面衝突試験装置を準備し、
前記被試験体を前記側面衝突試験装置にセットし、
前記センターピラーに前記衝突体を衝突させ、
前記第１薄肉部を屈曲させることにより、前記第１薄肉部を起点として前記第１末端部を前記第１基端部に対して回転させ、
前記ロッカー模擬部を前記第１末端部に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転させる
ことを含む、自動車のセンターピラーの側面衝突試験方法。

【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、試験条件決定方法、および側面衝突試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の側面衝突は、衝突物と乗員との距離が小さいため、乗員傷害の危険性が高い衝突形態である。従って、自動車には、側面衝突に対する高い安全性能が求められる。この側面衝突においては、Ｂピラーとも称されるセンターピラーが高い安全性能を確保するための重要部品となっている。このため、センターピラーの構造検討および評価試験が重要となる。

【0003】

しかし、自動車全体を使用した衝突試験（フルビークル試験）を実施するのは、多大な時間、コスト、および労力を要し、非効率である。従って、フルビークル試験と同等の評価を行うことのできるセンターピラーの評価試験を考案し、構造検討の高速化および高効率化を図ることが求められている。

【0004】

特許文献１には、自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置が開示されている。この側面衝突試験装置は、ロッカーおよびルーフレールに対する回転機構と回転制動機構とを有している。フルビークル試験では、ロッカーおよびルーフレールが回転する挙動が見られるため、ロッカーおよびルーフレールを完全に拘束して試験することは妥当でなく、ロッカーおよびルーフレールの回転を再現できることが好ましい。当該側面衝突試験装置においては、ロッカーの前端部および後端部と、ルーフレールの前端部および後端部とにおける並進を拘束しつつ回転を許容する回転機構が設けられている。また、ロッカーおよびルーフレールの回転挙動についてフルビークル試験を再現するために、板材の引張抵抗力を利用して回転抵抗を調整できるようにした回転制動機構が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－２０１２３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、回転機構と回転制動機構が別体で構成されているため、側面衝突試験装置の構造が複雑である。また、フルビークル試験では、ロッカーおよびルーフレールは、回転だけでなく並進挙動も見られる。具体的には、側面衝突によってセンターピラーの変形が進行すると、車両上下方向において、ロッカーは上方へ引き込まれ、ルーフレールは下方へ引き込まれるようにそれぞれ並進する。しかし、特許文献１では、ロッカーおよびルーフレールの並進が拘束されているため、このようなロッカーおよびルーフレールが引き込まれる現象は再現されない。これにより、センターピラーには車両上下方向において過度な引張力が発生し、フルビークル試験とは乖離した結果となるおそれがある。特に、ロッカーは、ルーフレールと比較して大断面であり、回転および並進の程度が大きく、ロッカーの挙動を正確に再現できることが重要である。

【0007】

本発明は、自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置、試験条件決定方法、および側面衝突試験方法において、簡易な構成でフルビークル試験に近いセンターピラーの変形状態を再現することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様は、
自動車のセンターピラーと、前記センターピラーの下端部に接続された前記自動車のロッカーを模擬したロッカー模擬部と、前記センターピラーの上端部に接続された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を有する被試験体を用いて、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、
下段が上段よりも突出した段差状の衝突面を有し、前記センターピラーに衝突させる衝突体と、
車両幅方向外側端部の第１末端部、車両幅方向内側端部の第１基端部、および、前記第１末端部と前記第１基端部との間に位置して前記第１末端部と前記第１基端部よりも厚みが薄い第１薄肉部をそれぞれ有する一対の第１支持部材を含み、前記一対の第１支持部材のそれぞれの前記第１末端部にて前記ロッカー模擬部の前端部および後端部を支持するロッカー支持体と、
前記ルーフレール模擬部を支持するルーフレール支持体と
を備え、
前記一対の第１支持部材のそれぞれは、前記衝突体を前記センターピラーに衝突させると前記第１薄肉部が屈曲することによって、前記第１末端部が前記第１薄肉部を起点として前記第１基端部に対して回転するように構成されており、
前記ロッカー模擬部は、前記第１末端部に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するように構成されている、自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置を提供する。

【0009】

この構成によれば、ロッカー模擬部は第１薄肉部が屈曲することによって車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するようにロッカー支持体に支持されているため、フルビークル試験のロッカーの回転および並進を再現可能となっている。特に、ロッカー模擬部が上方へ引き込まれるように並進する現象を再現できるため、フルビークル試験に近いセンターピラーの変形状態を再現できる。また、第１薄肉部を屈曲させる簡易な構成でロッカー模擬部の回転および並進を可能としているため、複雑な構成を回避できる。回転抵抗については、第１薄肉部の厚みまたは材料特性等を変更することによって調整できる。好ましくは、フルビークル試験またはこれを模擬した側面衝突全体解析を行い、ロッカーの回転軌跡から回転中心を求め、その回転中心に第１薄肉部を配置し、再現性を向上させる。また好ましくは、フルビークル試験またはこれを模擬した側面衝突全体解析の結果に合わせて第１薄肉部の厚みまたは材料特性等を調整する。第１薄肉部の厚みが大きいほど回転抵抗は大きくなり、第１薄肉部の材料特性が硬いほど回転抵抗は大きくなる。また、衝突体は段差状の衝突面を有するため、フルビークル試験のバンパーを含む自動車の前部形状を模擬できる。

【0010】

前記第１薄肉部は、車両上下方向において上向きに開口するように切り欠かれた第１切欠きの残肉部として形成されており、前記第１切欠きは上方ほど開口量が大きくてもよい。

【0011】

この構成によれば、第１切欠きが上向きに開口しているため、衝突体の衝突により、第１末端部が上方へ持ち上がるように第１薄肉部が屈曲する。従って、ロッカー模擬部が上方へ引き込まれるように並進する現象を一層確実に再現できる。また、第１切欠きは上方ほど開口量が大きいため、第１薄肉部の屈曲に伴って第１切欠きが意図せず閉じてロッカー模擬部の回転および並進が意図せず止まることを抑制できる。

【0012】

前記ルーフレール支持体は、前記ルーフレール模擬部の車両幅方向の並進を止めるとともに車両上下方向の並進および車両前後方向まわりの回転を許容するように、前記ルーフレール模擬部を単純支持する壁面部材を含んでもよい。

【0013】

この構成によれば、壁面部材によって、ルーフレール模擬部の車両幅方向の並進を止めるとともに車両上下方向の並進および車両前後方向まわりの回転を許容する構成を容易に実現できる。これはフルビークル試験に近しく、高い再現性を確保できる。また、ルーフレール支持体を簡易かつ安価に構成できる。また、ルーフレールは、ロッカーと比較して小断面であり、回転抵抗が小さいため、単純支持（自由回転）としてもセンターピラーの変形状態の再現性はある程度保たれる。

【0014】

前記ルーフレール支持体は、車両幅方向外側端部の第２末端部、車両幅方向内側端部の第２基端部、および、前記第２末端部と前記第２基端部との間に位置して前記第２末端部と前記第２基端部よりも厚みが薄い第２薄肉部をそれぞれ有する一対の第２支持部材を含み、前記一対の第２支持部材のそれぞれの前記第２末端部にて前記ルーフレール模擬部の前端部および後端部を支持してもよく、
前記一対の第２支持部材のそれぞれは、前記衝突体を前記センターピラーに衝突させると前記第２薄肉部が屈曲することによって、前記第２末端部が前記第２薄肉部を起点として前記第２基端部に対して回転するように構成されていてもよく、
前記ルーフレール模擬部は、前記第２末端部とともに回転することにより車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するように構成されていてもよい。

【0015】

この構成によれば、ルーフレール模擬部は、第２薄肉部が屈曲することによって車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するようにルーフレール支持体に支持されているため、フルビークル試験のルーフレールの回転および並進を再現可能となっている。特に、ルーフレール模擬部が下方へ引き込まれるように並進する現象を再現できるため、フルビークル試験に近いセンターピラーの変形状態を再現できる。また、第２薄肉部を屈曲させる簡易な構成でルーフレール模擬部の回転および並進を可能としているため、複雑な構成を回避できる。回転抵抗については、第２薄肉部の厚みまたは材料特性等を変更することによって調整できる。好ましくは、フルビークル試験またはこれを模擬した側面衝突全体解析を行い、ルーフレールの回転軌跡から回転中心を求め、その回転中心に第２薄肉部を配置し、再現性を向上させる。また好ましくは、フルビークル試験またはこれを模擬した側面衝突全体解析の結果に合わせて第２薄肉部の厚みまたは材料特性等を調整する。第２薄肉部の厚みが大きいほど回転抵抗は大きくなり、第２薄肉部の材料特性が硬いほど回転抵抗は大きくなる。

【0016】

前記第２薄肉部は、車両上下方向において下向きに開口するように切り欠かれた第２切欠きの残肉部として形成されており、前記第２切欠きは下方ほど開口量が大きくてもよい。

【0017】

この構成によれば、第２切欠きが下向きに開口するため、衝突体の衝突により、第２末端部が下方へ倒れるように第２薄肉部が屈曲する。従って、ルーフレール模擬部が下方へ引き込まれるように並進する現象を一層確実に再現できる。また、第２切欠きは下方ほど開口量が大きいため、第２薄肉部の屈曲に伴って第２切欠きが意図せず閉じてルーフレール模擬部の回転および並進が意図せず止まることを抑制できる。

【0018】

本発明の第２の態様は、
請求項１から請求項５のいずれか１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における前記衝突体、前記ロッカー支持体、および前記ルーフレール支持体の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として決定する試験条件決定方法であって、
自動車全体をモデル化して側面衝突全体解析を行うことにより第１変形状態を取得し、
前記被試験体と前記側面衝突試験装置とをモデル化した側面衝突部分解析を行うことにより第２変形状態を取得し、
前記第１変形状態と前記第２変形状態とを比較した差分が所定値以下となるまで、前記衝突体、前記ロッカー支持体、および前記ルーフレール支持体の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを変更して前記側面衝突部分解析を繰り返し行い、
前記差分が前記所定値以下となったときの、前記衝突体、前記ロッカー支持体、および前記ルーフレール支持体の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として決定する
ことを含む、試験条件決定方法を提供する。

【0019】

この方法によれば、側面衝突全体解析と側面衝突部分解析とを比較することにより、衝突体、ロッカー支持体、およびルーフレール支持体の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として簡易に決定できる。第１変形状態と第２変形状態とを比較した差分は、単に変形量の差分としてもよいし、曲げモーメントのように変形に寄与するパラメータの差分としてもよい。

【0020】

本発明の第３の態様は、
自動車のセンターピラーと、前記センターピラーの下端部に接続された前記自動車のロッカーを模擬したロッカー模擬部と、前記センターピラーの上端部に接続された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を有する被試験体を準備し、
下段が上段よりも突出した段差状の衝突面を有し、前記センターピラーに衝突させる衝突体と、車両幅方向外側端部の第１末端部、車両幅方向内側端部の第１基端部、および、前記第１末端部と前記第１基端部との間に位置して前記第１末端部と前記第１基端部よりも厚みが薄い第１薄肉部をそれぞれ有する一対の第１支持部材を含み、前記一対の第１支持部材のそれぞれの前記第１末端部にて前記ロッカー模擬部の前端部および後端部を支持するロッカー支持体と、前記ルーフレール模擬部を支持するルーフレール支持体とを備える側面衝突試験装置を準備し、
前記被試験体を前記側面衝突試験装置にセットし、
前記センターピラーに前記衝突体を衝突させ、
前記第１薄肉部を屈曲させることにより、前記第１薄肉部を起点として前記第１末端部を前記第１基端部に対して回転させ、
前記ロッカー模擬部を前記第１末端部に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転させる
ことを含む、自動車のセンターピラーの側面衝突試験方法を提供する。

【0021】

この方法によれば、前述と同様に、簡易な構成でフルビークル試験に近いセンターピラーの変形状態を再現できる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置、試験条件決定方法、および側面衝突試験方法において、簡易な構成でフルビークル試験に近い変形状態を再現できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１実施形態に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置の斜視図。

【図2】図１の側面衝突試験装置によるセンターピラーの変形前の側面図。

【図3】図１の側面衝突試験装置によるセンターピラーの変形後の側面図。

【図4】試験条件決定方法を示すフローチャート。

【図5】３つの解析結果を比較したグラフ。

【図6】第２実施形態に係る自動車のセンターピラーの側面衝突試験装置の斜視図。

【図7】図６の側面衝突試験装置によるセンターピラーの変形前の側面図。

【図8】図６の側面衝突試験装置によるセンターピラーの変形後の側面図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【0025】

（第１実施形態）

【0026】

図１は、本発明の第１実施形態に係る自動車のセンターピラー１１０の側面衝突試験装置１の斜視図を示している。側面衝突試験装置１は、センターピラー１１０を含む被試験体１００を用いて、センターピラー１１０の側面衝突試験を行うものである。

【0027】

図１では、側面衝突試験におけるセンターピラー１１０の姿勢が自動車に組み付けられた場合と同一となるように、センターピラー１１０が起立した状態で示されている。図において、車両幅方向の内向き（内側）を符号Ｘで示し、その反対の向きを外向き（外側）として示している。また、車両上下方向の上向き（上側）を符号Ｙで示し、その反対の向きを下向き（下側）として示している。また、車両前後方向の後向き（後側）を符号Ｚで示し、その反対の向きを前向き（前側）として示している。これは、以降の図でも同様である。

【0028】

被試験体１００の構成について説明する。

【0029】

被試験体１００は、自動車のセンターピラー１１０と、センターピラー１１０の上端部１１１に接続されたルーフレール模擬部１２０と、センターピラー１１０の下端部１１２に接続されたロッカー模擬部１３０とを有している。

【0030】

センターピラー１１０は、側面衝突試験装置１による側面衝突試験の評価対象となる部品である。本実施形態では、センターピラー１１０は、車両幅方向から見て概略Ｔ字型を有しており、車両幅方向外側に位置するアウターパネル１１０ａと車両幅方向内側に位置するインナーパネル１１０ｂとが貼り合わされて構成されている。アウターパネル１１０ａおよびインナーパネル１１０ｂは、例えば鋼板などの金属板製である。センターピラー１１０は内部に補強部品を有する多重構造になっていたり、上下が分割されている構造でもよい。

【0031】

ルーフレール模擬部１２０は、自動車のルーフレールを模擬した車両前後方向に延びる部材である。ルーフレール模擬部１２０は、例えば実車両のルーフレールをセンターピラー１１０の上端部１１１との接続部の前後で車両前後方向に垂直な面で切断したものである。但し、ルーフレール模擬部１２０の態様については特に限定されない。

【0032】

ロッカー模擬部１３０は、自動車のロッカーを模擬した車両前後方向に延びる部材である。ロッカー模擬部１３０は、例えば実車両のロッカーをセンターピラー１１０の下端部１１２との接続部の前後で車両前後方向に垂直な面で切断したものである。但し、ロッカー模擬部１３０の態様については特に限定されない。

【0033】

側面衝突試験装置１の構成について説明する。

【0034】

側面衝突試験装置１は、衝突体１０と、ルーフレール支持体２０と、ロッカー支持体３０とを有している。

【0035】

衝突体１０は、下段１１が上段１２よりも突出した段差状の衝突面１３を有している。下段１１は、自動車のバンパーを模擬している。上段１２は、自動車の車両本体を模擬している。試験では、衝突面１３をセンターピラー１１０に押し当てるように、衝突体１０を被試験体１００の側方（車両幅方向外側）から水平方向に移動させてセンターピラー１１０の側面に衝突させる。

【0036】

図示の例では、衝突体１０の下段１１と上段１２は、別体で構成されているが、一体的に構成されてもよい。好ましくは、上段１２と下段１１の寸法は調整可能である。例えば、上段１２に対する下段１１の突出量を調整できるように構成してもよい。

【0037】

ルーフレール支持体２０は、ルーフレール模擬部１２０を支持している。ルーフレール支持体２０は、ルーフレール模擬部１２０の車両幅方向の並進を止めるとともに車両上下方向の並進および車両前後方向まわりの回転を許容するように、ルーフレール模擬部１２０を単純支持する壁面部材２１を含んでいる。

【0038】

壁面部材２１は、車両前後方向においてルーフレール模擬部１２０よりも長い、概略直方体状である。壁面部材２１は、ルーフレール模擬部１２０と車両前後方向の全体わたって当接し、単純支持している。好ましくは、図示のように壁面部材２１の車両幅方向外側下端部は面取りされた面取部２１ａとなっている。これにより、後述するセンターピラー１１０の変形に伴ってセンターピラー１１０と壁面部材２１との干渉を回避しやすくなる。

【0039】

ロッカー支持体３０は、ロッカー模擬部１３０を支持する一対の第１支持部材３１を含んでいる。

【0040】

本実施形態では、一対の第１支持部材３１のそれぞれは、車両幅方向に延びる概略四角柱状である。一対の第１支持部材３１のそれぞれは、例えば鋼鉄などの金属製である。一対の第１支持部材３１のそれぞれは、車両幅方向外側端部の第１末端部３２、車両幅方向内側端部の第１基端部３３、および、第１末端部３２と第１基端部３３との間に位置して第１末端部３２と第１基端部３３よりも厚みが薄い第１薄肉部３４を有している。

【0041】

本実施形態では、第１薄肉部３４は、車両上下方向において上向きに開口するように切り欠かれた第１切欠き３５の残肉部として形成されている。第１切欠き３５は上方ほど開口量が大きい。詳細には、第１切欠き３５は上方ほど車両幅方向に大きく開口している。図示の例では、第１切欠き３５は、車両前後方向から見て概略三角形状である。

【0042】

ロッカー支持体３０は、一対の第１支持部材３１のそれぞれの第１末端部３２にてロッカー模擬部１３０の前端部１３１および後端部１３２を、固定板３６を介して支持している。固定板３６は、支持を安定させるための矩形の金属板であり、必要に応じて省略され得る。

【0043】

詳細は後述するが、上記構成により、一対の第１支持部材３１のそれぞれは、衝突体１０をセンターピラー１１０に衝突させると第１薄肉部３４が屈曲することによって、第１末端部３２が第１薄肉部３４を起点として第１基端部３３に対して回転するように構成されている。そして、ロッカー模擬部１３０は、第１末端部３２に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するように構成されている。

【0044】

図２，３を参照して、側面衝突試験装置１を使用した側面衝突試験方法について説明する。

【0045】

図２は、側面衝突試験装置１によるセンターピラー１１０の変形前の側面図を示している。図３は、側面衝突試験装置１によるセンターピラー１１０の変形後の側面図を示している。図２，３では、破線円で囲まれた部分が拡大して示されている。

【0046】

図２を参照して、第１薄肉部３４の厚みｔ１は、第１末端部３２の厚みｔ２と第１基端部３３の厚みｔ３よりも小さい（ｔ１＜ｔ２，ｔ１＜ｔ３）。なお、本実施形態では、第１末端部３２の厚みｔ２と第１基端部３３の厚みｔ３は、同じ大きさである（ｔ２＝ｔ３）。

【0047】

まず、被試験体１００と側面衝突試験装置１とを準備し、被試験体１００を側面衝突試験装置１にセットする（図２参照）。次いで、センターピラー１１０の側面に衝突体１０の衝突面１３を衝突させる（図３参照）。すると、第１薄肉部３４が屈曲することによって、第１末端部３２が第１薄肉部３４を起点として第１基端部３３に対して回転する。そして、ロッカー模擬部１３０は、第１末端部３２に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転する。このとき、ロッカー模擬部１３０は、上方へ引き込まれるように動く。また、ルーフレール模擬部１２０は、壁面部材２１によって車両幅方向の並進を止められる。このとき、ルーフレール模擬部１２０は、車両上下方向の並進および車両前後方向まわりの回転を許容されているため、車両前後方向まわりに回転するとともに下方へ引き込まれるように動く。

【0048】

図４を参照して、試験条件決定方法について説明する。

【0049】

図４は、試験条件決定方法を示すフローチャートを示している。

【0050】

当該試験条件決定方法は、側面衝突試験装置１における衝突体１０、ロッカー支持体３０、およびルーフレール支持体２０の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として決定するものである。

【0051】

当該試験条件決定方法を開始すると、自動車全体をモデル化して側面衝突全体解析を行うことにより第１変形状態を取得する（ステップＳ１）。側面衝突全体解析は、フルビークル試験を模擬した解析であり、例えば有限要素法などの既存の解析手法を用いることができる。

【0052】

次いで、被試験体１００と側面衝突試験装置１とをモデル化した側面衝突部分解析を行うことにより第２変形状態を取得する（ステップＳ２）。側面衝突部分解析は、本実施形態の側面衝突試験装置１による衝突試験を模擬した解析であり、例えば有限要素法などの既存の解析手法を用いることができる。

【0053】

次いで、第１変形状態と第２変形状態とを比較した差分が所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここでの判断基準となる差分は、単に変形量の差分としてもよいし、曲げモーメントのように変形に寄与するパラメータの差分としてもよい。

【0054】

上記差分が所定値以下でない場合（Ｎ：ステップＳ３）、衝突体１０、ロッカー支持体３０、およびルーフレール支持体２０の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つをパラメータとして変更する（ステップＳ４）。上記差分が所定値以下である場合（Ｙ：ステップＳ３）、衝突体１０、ロッカー支持体３０、およびルーフレール支持体２０の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として決定する（ステップＳ５）。これにより、当該試験条件決定方法を終了する。

【0055】

図５を参照して、試験条件決定方法について例を使用して説明する。

【0056】

図５は、３つの解析結果を比較したグラフを示している。縦軸はセンターピラー１１０の高さ［ｍｍ］を示し、横軸はセンターピラー１１０にかかる曲げモーメント［ｋＮｍ］を示している。

【0057】

丸印を実線で繋いだグラフは、側面衝突全体解析の結果を示している。四角印を荒い破線で繋いだグラフは、段差形状を有する衝突体１０を使用した側面衝突部分解析の結果を示している。三角印を細かい破線で繋いだグラフは、段差形状を有していない（衝突面１３が平坦な）衝突体１０を使用した側面衝突部分解析の結果を示している。いずれの結果もセンターピラー１１０の決められた複数の高さにおける曲げモーメントを示しており、変形状態を視覚的および数値的に確認できる。

【0058】

上記試験条件決定方法では、まず、側面衝突全体解析の結果（丸印を実線で繋いだグラフ）として第１変形状態を取得する（図４のステップＳ１）。次いで、段差形状を有していない（衝突面１３が平坦な）衝突体１０を使用した側面衝突部分解析の結果（三角印を細かい破線で繋いだグラフ）として第２変形状態を取得する（図４のステップＳ２）。そして、それぞれの解析結果について複数の高さにおける曲げモーメントの合計値を算出して差分をとり、これを第１変形状態と第２変形状態とを比較した差分とする。図示の例では、上記差分が所定値以下でないと判断し（Ｎ：ステップＳ３）、衝突体１０の衝突面１３の形状を段差形状に変更する（図４のステップＳ４）。そして、段差形状を有する衝突体１０を使用した側面衝突部分解析の結果（四角印を荒い破線で繋いだグラフ）として第２変形状態を取得する（図４のステップＳ２）。再び、同様に差分を算出して差分が所定値以下であると判断し（Ｙ：ステップＳ３）、衝突体１０の形状を試験条件として決定する（図４のステップＳ５）。

【0059】

上記例では、衝突体１０の形状を試験条件として決定しているが、同様にして、衝突体１０、ロッカー支持体３０、およびルーフレール支持体２０の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として決定できる。

【0060】

本実施形態によれば、以下の有利な効果を奏する。

【0061】

ロッカー模擬部１３０は第１薄肉部３４が屈曲することによって車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するようにロッカー支持体３０に支持されているため、フルビークル試験のロッカーの回転および並進を再現可能となっている。特に、ロッカー模擬部１３０が上方へ引き込まれるように並進する現象を再現できるため、フルビークル試験に近いセンターピラー１１０の変形状態を再現できる。また、第１薄肉部３４を屈曲させる簡易な構成でロッカー模擬部１３０の回転および並進を可能としているため、複雑な構成を回避できる。回転抵抗については、第１薄肉部３４の厚みまたは材料特性等を変更することによって調整できる。好ましくは、フルビークル試験またはこれを模擬した側面衝突全体解析を行い、ロッカーの回転軌跡から回転中心を求め、その回転中心に第１薄肉部３４を配置し、再現性を向上させる。また好ましくは、フルビークル試験またはこれを模擬した側面衝突全体解析の結果に合わせて第１薄肉部３４の厚みまたは材料特性等を調整する。第１薄肉部３４の厚みが大きいほど回転抵抗は大きくなり、第１薄肉部３４の材料特性が硬いほど回転抵抗は大きくなる。また、衝突体１０は段差状の衝突面１３を有するため、フルビークル試験のバンパーを含む自動車の前部形状を模擬できる。

【0062】

また、第１切欠き３５が上向きに開口しているため、衝突体１０の衝突により、第１末端部３２が上方へ持ち上がるように第１薄肉部３４が屈曲する。従って、ロッカー模擬部１３０が上方へ引き込まれるように並進する現象を一層確実に再現できる。また、第１切欠き３５は上方ほど開口量が大きいため、第１薄肉部３４の屈曲に伴って第１切欠き３５が意図せず閉じてロッカー模擬部１３０の回転および並進が意図せず止まることを抑制できる。

【0063】

また、壁面部材２１によって、ルーフレール模擬部１２０の車両幅方向の並進を止めるとともに車両上下方向の並進および車両前後方向まわりの回転を許容する構成を容易に実現できる。これはフルビークル試験に近しく、高い再現性を確保できる。また、ルーフレール支持体２０を簡易かつ安価に構成できる。また、ルーフレールは、ロッカーと比較して小断面であり、回転抵抗が小さいため、単純支持（自由回転）としてもセンターピラー１１０の変形状態の再現性はある程度保たれる。

【0064】

また、側面衝突全体解析と側面衝突部分解析とを比較することにより、衝突体１０、ロッカー支持体３０、およびルーフレール支持体２０の少なくとも１つの材料特性、形状、および寸法の少なくとも１つを試験条件として簡易に決定できる。

【0065】

（第２実施形態）

【0066】

図６に示す第２実施形態の自動車のセンターピラー１１０の側面衝突試験装置１は、ルーフレール支持体２０の構成が第１実施形態と異なる。これに関する構成以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した部分については説明を省略する場合がある。

【0067】

本実施形態では、ルーフレール支持体２０は、ルーフレール模擬部１２０を支持する一対の第２支持部材２２を含んでいる。なお、本実施形態では、ルーフレール支持体２０は、第１実施形態における壁面部材２１（図１参照）を含んでいない。

【0068】

本実施形態では、一対の第２支持部材２２のそれぞれは、車両幅方向に延びる概略四角柱状である。一対の第２支持部材２２のそれぞれは、例えば鋼鉄などの金属製である。一対の第２支持部材２２のそれぞれは、車両幅方向外側端部の第２末端部２３、車両幅方向内側端部の第２基端部２４、および、第２末端部２３と第２基端部２４との間に位置して第２末端部２３と第２基端部２４よりも厚みが薄い第２薄肉部２５を有している。

【0069】

本実施形態では、第２薄肉部２５は、車両上下方向において下向きに開口するように切り欠かれた第２切欠き２６の残肉部として形成されている。第２切欠き２６は下方ほど開口量が大きい。詳細には、第２切欠き２６は下方ほど車両幅方向に大きく開口している。図示の例では、第２切欠き２６は、車両前後方向から見て概略三角形状である。

【0070】

ルーフレール支持体２０は、一対の第２支持部材２２のそれぞれの第２末端部２３にてルーフレール模擬部１２０の前端部１２１および後端部１２２を、固定板２７を介して支持している。固定板２７は、支持を安定させるための矩形の金属板であり、必要に応じて省略され得る。

【0071】

一対の第２支持部材２２のそれぞれは、衝突体１０をセンターピラー１１０に衝突させると第２薄肉部２５が屈曲することによって、第２末端部２３が第２薄肉部２５を起点として第２基端部２４に対して回転するように構成されている。そして、ルーフレール模擬部１２０は、第２末端部２３に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するように構成されている。

【0072】

図７，８を参照して、側面衝突試験装置１を使用した側面衝突試験方法を説明する。

【0073】

図７は、側面衝突試験装置１によるセンターピラー１１０の変形前の側面図を示している。図８は、側面衝突試験装置１によるセンターピラー１１０の変形後の側面図を示している。図７，８では、破線円で囲まれた部分が拡大して示されている。

【0074】

図７を参照して、第２薄肉部２５の厚みｔ４は、第２末端部２３の厚みｔ５と第２基端部２４の厚みｔ６よりも小さい（ｔ４＜ｔ５，ｔ４＜ｔ６）。なお、本実施形態では、第２末端部２３の厚みｔ５と第２基端部２４の厚みｔ６は、同じ大きさである（ｔ５＝ｔ６）。

【0075】

まず、被試験体１００と側面衝突試験装置１とを準備し、被試験体１００を側面衝突試験装置１にセットする（図７参照）。次いで、センターピラー１１０の側面に衝突体１０の衝突面１３を衝突させる（図８参照）。すると、第２薄肉部２５が屈曲することによって、第２末端部２３が第２薄肉部２５を起点として第２基端部２４に対して回転する。そして、ルーフレール模擬部１２０は、第２末端部２３に連れて車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転する。このとき、ルーフレール模擬部１２０は、下方へ引き込まれるように動く。なお、ロッカー模擬部１３０は、第１実施形態と同様に動く。

【0076】

本実施形態によれば、以下の有利な効果を奏する。

【0077】

ルーフレール模擬部１２０は、第２薄肉部２５が屈曲することによって車両幅方向に並進および車両前後方向まわりに回転するようにルーフレール支持体２０に支持されているため、フルビークル試験のルーフレールの回転および並進を再現可能となっている。特に、ルーフレール模擬部１２０が下方へ引き込まれるように並進する現象を再現できるため、フルビークル試験に近いセンターピラー１１０の変形状態を再現できる。また、第２薄肉部２５を屈曲させる簡易な構成でルーフレール模擬部１２０の回転および並進を可能としているため、複雑な構成を回避できる。回転抵抗については、第２薄肉部２５の厚みまたは材料特性等を変更することによって調整できる。好ましくは、フルビークル試験またはこれを模擬した側面衝突全体解析を行い、ルーフレールの回転軌跡から回転中心を求め、その回転中心に第２薄肉部２５を配置し、再現性を向上させる。また好ましくは、フルビークル試験またはこれを模擬した側面衝突全体解析の結果に合わせて第２薄肉部２５の厚みまたは材料特性等を調整する。第２薄肉部２５の厚みが大きいほど回転抵抗は大きくなり、第２薄肉部２５の材料特性が硬いほど回転抵抗は大きくなる。

【0078】

また、第２切欠き２６が下向きに開口するため、衝突体１０の衝突により、第２末端部２３が下方へ倒れるように第２薄肉部２５が屈曲する。従って、ルーフレール模擬部１２０が下方へ引き込まれるように並進する現象を一層確実に再現できる。また、第２切欠き２６は下方ほど開口量が大きいため、第２薄肉部２５の屈曲に伴って第２切欠き２６が意図せず閉じてルーフレール模擬部１２０の回転および並進が意図せず止まることを抑制できる。

【0079】

以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0080】

１ 側面衝突試験装置
１０ 衝突体
１１ 下段
１２ 上段
１３ 衝突面
２０ ルーフレール支持体
２１ 壁面部材
２１ａ 面取部
２２ 第２支持部材
２３ 第２末端部
２４ 第２基端部
２５ 第２薄肉部
２６ 第２切欠き
２７ 固定板
３０ ロッカー支持体
３１ 第１支持部材
３２ 第１末端部
３３ 第１基端部
３４ 第１薄肉部
３５ 第１切欠き
３６ 固定板
１００ 被試験体
１１０ センターピラー
１１０ａ アウターパネル
１１０ｂ インナーパネル
１１１ 上端部
１１２ 下端部
１２０ ルーフレール模擬部
１２１ 前端部
１２２ 後端部
１３０ ロッカー模擬部
１３１ 前端部
１３２ 後端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】