衝突モデルと衝突エネルギー吸収システムの研究開発

前 章 ま で は ， 車 両 周 辺 死 角 領 域 の 歩 行 者 保 護 や 走 行 時 の 運 転 者 へ の 負 担 軽 減 を 目 的 と し た 運 転 者 の 視 認 性 改 善 に つ い て 述 べ て き た ．し か し な が ら ， ど の よ う な 機 械 シ ス テ ム も 1 0 0 %安 全 と い う こ と は な い ． 現 在 の 大 型 車 に は ， 先 に 述 べ た 視 認 性 改 善 も 含 め ， さ ま ざ ま な 予 防 安 全 装 備 が 研 究 開 発 さ れ て お り ， 既 に 実 用 化 さ れ て い る も の も 少 な く な い が ， こ れ ら を も っ て し て も 事 故 発 生 に 至 っ て し ま う 場 合 が あ る ． し た が っ て ， 交 通 事 故 に よ る 被 害 を よ り 一 層 の 低 減 し て い く た め に は ， 衝 突 安 全 に 関 す る 研 究 に 取 り 組 む こ と が 重 要 で あ る ．

本 章 で は ， 衝 突 エ ネ ル ギ ー 吸 収 シ ス テ ム に 関 す る 基 礎 研 究 に つ い て 述 べ る ．標 準 的 な 大 き さ の 中 型 ト ラ ッ ク（ 車 両 総 重 量 7 t，積 載 量 4 t ク ラ ス の 中 型 ト ラ ッ ク ） を 2 0 k m / h で 剛 体 バ リ ア に 衝 突 さ せ た 場 合 の ス ト ロ ー ク 量 と 発 生 荷 重 の 関 係 を 図 5 .１ に 示 す ． ト ラ ッ ク を 含 め ， 自 動 車 は 鋼 材 や 合 成 樹 脂 材 等 ，多 く の 種 類 の 材 料 か ら 構 成 さ れ る 複 雑 な 構 造 物 で あ る が ，衝 突 現 象 の 初 期 段 階 に お い て は ， 車 体 変 形 量 と 発 生 荷 重 の 関 係 は ， 線 形 ば ね

第 5章 ． 衝突エネルギー吸収システムに関する基礎研究 8 5

図 5 . 1 中 型 ト ラ ッ ク の 荷 重 変 位 図( G V W 7ｔ ，V = 2 0 k m / h )

図 5 . 2 「 一 次 元 衝 突 ・ 質 量 － 線 形 ば ね 」 系 モ デ ル

500 150

100

50

0

バリ ア 荷重 to n

変形量 mm

250 500

150

100

50

0

バリ ア 荷重 to n

変形量 mm 250

線形ばね 質量

第 5章 ． 衝突エネルギー吸収システムに関する基礎研究 8 6

の よ う な 正 比 例 の 関 係 を 示 す ．こ の た め ，衝 突 理 論 の 基 礎 的 な 考 え 方 で は ， 自 動 車 の 衝 突 現 象 を 「 一 次 元 衝 突 ・ 質 量 － 線 形 ば ね 」 系 の モ デ ル （ 図 5 . 2） と み な し て 安 全 対 策 を 検 討 し て い く 手 法 が と ら れ る こ と が 多 い( 2 7 ) - ( 2 8 )．

な お ， 自 動 車 の 衝 突 安 全 対 策 を 「 一 次 元 衝 突 ・ 質 量 － 線 形 ば ね 」 系 の モ デ ル と み な し て 検 討 し て い く 場 合 ，図 5 . 2 に 示 し た よ う な モ デ ル だ け で は ， 大 ま か な 検 討 は 出 来 て も ， 具 体 的 な 対 策 の 検 討 は し づ ら い ． そ こ で ， 例 え ば ， 図 5 . 3 に 示 し た よ う に ， 車 体 を 複 数 の 「 一 次 元 衝 突 ・ 質 量 － 線 形 ば ね 」 系 モ デ ル か ら 構 成 さ れ る も の と 考 え て ， 各 要 素 の 安 全 性 が 検 討 さ れ る こ と も 少 な く な い ．

本 研 究 に お い て も ， 車 体 を 複 数 の 「 一 次 元 衝 突 ・ 質 量 － 線 形 ば ね 」 系 モ デ ル か ら 構 成 さ れ る も の と 考 え ， 乗 員 や 積 載 物 等 ， 保 護 す る 対 象 そ れ ぞ れ に 応 じ た 衝 突 安 全 対 策 に 取 り 組 む こ と と し た ． 本 研 究 で は ， 乗 用 車 と の 衝 突 時 に お け る 乗 用 車 乗 員 の 保 護 や ， 衝 突 時 に あ る 一 定 以 上 の 力 が 加 わ っ て し ま う と 物 性 が 変 わ っ て し ま う よ う な 積 載 物 を 保 護 す る こ と を 主 な 目 的 と し て い る の で ， 図 5 . 3 中 の フ ロ ン ト バ ン パ あ る い は リ ヤ バ ン パ ， 荷 箱 と 積 載 物 の 間 を つ な ぐ ば ね 要 素 に 着 目 ， こ れ ら の 箇 所 に 衝 突 エ ネ ル ギ ー を 吸 収 す る 保 護 部 材 を 開 発 ， お よ び 配 置 す る こ と に よ る 安 全 性 の 向 上 に 取 り 組 ん だ ．

図 5 . 3 複数のばねから構成される「一次元衝突・質量－線形ばね」系モデル

フロントバンパー エンジン・ラジエーター 荷箱 危険物

(核燃料集合体) 線形ばね

キャブ

容器 リヤバンパー

積載物

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