(57)【要約】【課題】車両の衝突時、ヒトの腕及び指と同様に動作できる衝突試験用模擬人体の腕機構を提供する。【解決手段】本発明による衝突試験用模擬人体の腕機構は、模擬人体の胴体にその上端部が結合される上腕部と、上腕部の下端部に回動可能に結合される前腕部と、前腕部にその一端が回転可能に結合される手首関節と、手首関節の他端に回動可能に結合される手掌部とを含んで構成される。上腕部は、ハウジングを有して、前腕部を駆動する駆動装置が配置される。また、本腕機構は、駆動装置を利用して前腕部を駆動し、弾性力が与えられる手指部を有するので、衝突時にヒトの腕及び手と同様に作動できる。【選択図】図２
2005098957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突試験用模擬人体の腕機構であって、
前記模擬人体の胴体にその上端部が結合される上腕部と、
前記上腕部の下端部に回動可能に結合される前腕部と、
前記前腕部にその一端が回転可能に結合される手首関節と、
前記手首関節の他端に回動可能に結合される手掌部とを含み、
前記上腕部は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置されて前記前腕部を駆動する駆動装置とを含むことを特徴とする、衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項２】
前記駆動装置は、モータと、前記モータによって駆動され、その駆動に対応して前記前腕部を回動させるように構成されるギヤ装置とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項３】
衝突試験用模擬人体の腕機構であって、
前記模擬人体の胴体にその上端部が結合される上腕部と、
前記上腕部の下端部に回動可能に結合される前腕部と、
前記前腕部にその一端が回転可能に結合される手首関節と、
前記手首関節の他端に回動可能に結合される手掌部とを含み、
前記手掌部は、車両のハンドルを握ることができ、外力が加えられる場合に前記車両ハンドルを放すことができるように構成されることを特徴とする、衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項４】
前記手掌部は、
設定された距離だけ離隔して互いに対向するように配置される第１支持板及び第２支持板と、
前記手首関節が回動可能に結合され、前記第１支持板及び前記第２支持板に各々連結される第１連結軸と、
前記第１連結軸に対する前記手首関節の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第２連結軸と、
前記第１支持板及び前記第２支持板に回動可能に結合される第１手指部と、
前記第１支持板と前記第２支持板との間に回動可能に配置され、前記第１手指部の運動に連動して作動するように構成される第２手指部と、
前記第１手指部及び前記第２手指部が握る状態になるように、前記第１手指部に弾性力を与える弾性部材とを含むことを特徴とする、請求項３に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項５】
前記手掌部は、前記第１手指部の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第３連結軸をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項６】
前記手掌部は、前記第２手指部の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第４連結軸をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項７】
前記弾性部材は、コイルスプリングであることを特徴とする、請求項４に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項８】
衝突試験用模擬人体の腕機構であって、
前記模擬人体の胴体に結合される上腕部と、
前記上腕部の下端部に回動可能に結合される前腕部と、
前記前腕部にその一端が回転可能に結合される手首関節と、
前記手首関節の他端に回転可能に結合される手掌部とを含み、
前記上腕部は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置されて前記前腕部を駆動する駆動装置を含み、
前記手掌部は、車両のハンドルを握ることができ、外力が加えられる場合に前記車両のハンドルを放すことができるように構成されることを特徴とする、衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項９】
前記駆動装置は、モータと、前記モータによって駆動され、その駆動に対応して前記前腕部を回動させるように構成されるギヤ装置とを含むことを特徴とする、請求項８に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項１０】
前記手掌部は、
設定された距離だけ離隔して、互いに対向するように配置される第１支持板及び第２支持板と、
前記手首関節が回動可能に結合され、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第１連結軸と、
前記手首関節の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第２連結軸と、
前記第１支持板と前記第２支持板との間に回動可能に配置される第１手指部と、
前記第１支持板と前記第２支持板との間に回動可能に配置され、前記第１手指部の運動に連動して作動するように構成される第２手指部と、
前記第１手指部及び前記第２手指部が握る状態になるように、前記第１手指部に弾性力を与える弾性部材を含むことを特徴とする、請求項８に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項１１】
前記手掌部は、前記第１手指部の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第３連結軸と、前記第２手指部の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第４連結軸をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項１２】
衝突試験用模擬人体の腕機構であって、
前記模擬人体の胴体に結合される上腕部と、
前記上腕部の下端部に回動可能に結合される前腕部と、
前記前腕部にその一端が回転可能に結合される手首関節と、
前記手首関節の他端に回転可能に結合される手掌部とを含み、
前記手首関節の前記一端の外周には円形の溝が形成され、前記前腕には、その内周に沿って円形の突起が形成される円筒状の陥没部が形成され、
前記手首関節の前記一端が、前記円形の溝が前記円形の突起に嵌合されるように、前記前腕の円筒状の溝に挿入されることを特徴とする衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項１３】
前記手掌部は、互いに対向するように配置される第１及び第２の支持板を含み、
前記手首関節の前記他端には、その中心に貫通穴が形成される円形の板が備えられ、
前記円形の板は、前記第１支持板と第２支持板との間に配置され、前記円形の板は、前記貫通穴に回転可能に挿入される連結軸を通じて前記第１及び第２の支持板に連結されることを特徴とする、請求項１２に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【請求項１４】
前記手首関節の前記円形の板と前記手掌部の第１支持板と第２支持板との間には各々摩擦部材が配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の衝突試験用模擬人体の腕機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突試験用模擬人体に係り、より詳しくは、衝突試験用模擬人体の腕機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突試験用模擬人体は、車両の衝突試験に使用される装備であって、車両安全度の評価及び研究において、非常に重要な装備である。
このような衝突試験用模擬人体の従来の腕機構は、上腕部、前腕部、そして、手掌部を単純なユニバーサルジョイントで連結するのが一般的である。
また、衝突試験の時に、手掌部の指に相当する部分は、テスト車両のハンドルにテープなどによって固定されるのが一般的である。
【０００３】
しかし、このような腕機構を用いる模擬人体を利用して、衝突試験を遂行する場合、衝突時にヒトの腕によって作用する反撥力などを全く実現できないので、その衝突試験の結果の信頼度が高くない。
また、指に相当する部分もハンドルに単純に固定されるため、ヒトの手のように一定の握力を実現するのが困難である。
【特許文献１】特開２００２−２５７６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述したような問題点を解決するために創出されたものであって、本発明の目的は、車両の衝突時、ヒトの腕及び指と同様に動作できる衝突試験用模擬人体の腕機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明による第１の衝突試験用模擬人体の腕機構は、前記模擬人体の胴体にその上端部が結合される上腕部と、前記上腕部の下端部に回動可能に結合される前腕部と、前記前腕部にその一端が回転可能に結合される手首関節と、前記手首関節の他端に回動可能に結合される手掌部とを含み、
前記上腕部は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置されて前記前腕部を駆動する駆動装置とを含むことを特徴とする。
【０００６】
前記駆動装置は、モータと、前記モータによって駆動され、その駆動に対応して前記前腕部を回動させるように構成されるギヤ装置とを含むことが好ましい。
【０００７】
本発明による第２の衝突試験用模擬人体の腕機構は、前記模擬人体の胴体にその上端部が結合される上腕部と、前記上腕部の下端部に回動可能に結合される前腕部と、前記前腕部にその一端が回転可能に結合される手首関節と、前記手首関節の他端に回動可能に結合される手掌部とを含み、
前記手掌部は、車両のハンドルを握ることができ、外力が加えられる場合に前記車両ハンドルを放すことができるように構成されることを特徴とする。
【０００８】
前記手掌部は、設定された距離だけ離隔して互いに対向するように配置される第１支持板及び第２支持板と、前記手首関節が回動可能に結合され、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第１連結軸と、前記第１連結軸に対する前記手首関節の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第２連結軸と、前記第１支持板及び前記第２支持板の間に回動可能に配置される第１手指部と、前記第１支持板と前記第２支持板との間に回動可能に配置され、前記第１手指部の運動に連動して作動するように構成される第２手指部と、前記第１手指部及び前記第２手指部が握る状態になるように、前記第１手指部に弾性力を提供する弾性部材とを含むことが好ましい。
【０００９】
前記手掌部は、前記第１手指部の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第３連結軸をさらに含むことが好ましい。
【００１０】
前記手掌部は、前記第２手指部の回動運動を制限することができるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第４連結軸をさらに含むことが好ましい。
【００１１】
前記弾性部材は、コイルスプリングであることが好ましい。
【００１２】
本発明による第３の衝突試験用模擬人体の腕機構は、前記模擬人体の胴体に結合される上腕部と、前記上腕部の下端部に設定された範囲内で回動可能に結合される前腕部と、前記前腕部にその一端が回転可能に結合される手首関節と、前記手首関節の他端に回転可能に結合される手掌部とを含み、前記上腕部は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置されて前記前腕部を駆動する駆動装置とを含み、前記手掌部は、車両のハンドルを握ることができ、外力が加えられる場合に前記車両のハンドルを放すことができるように構成されることを特徴とする。
【００１３】
前記駆動装置は、モータと、前記モータによって駆動され、その駆動に対応して前記前腕部を回動させるように構成されるギヤ装置とを含むことが好ましい。
【００１４】
前記手掌部は、設定された距離だけ離隔して、互いに対向するように配置される第１支持板及び第２支持板と、前記手首関節が回動可能に結合され、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第１連結軸と、前記手首関節の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第２連結軸と、前記第１支持板と前記第２支持板との間に回動可能に配置される第１手指部と、前記第１支持板と前記第２支持板との間に回動可能に配置され、前記第１手指部の運動に連動して作動するように構成される第２手指部と、前記第１手指部及び前記第２手指部が握る状態になるように、前記第１手指部に弾性力を与える弾性部材を含むことが好ましい。
【００１５】
前記手掌部は、前記第１手指部の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第３連結軸と、前記第２手指部の回動を制限できるように、前記第１支持板と前記第２支持板とに各々連結される第４連結軸をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
本発明による第４の衝突試験用模擬人体の腕機構は、前記模擬人体の胴体に結合される上腕部と、前記上腕部の下端部に回動可能に結合される前腕部と、その一端が前記前腕部に回転可能に結合される手首関節と、前記手首関節の他端に回転可能に結合される手掌部とを含み、前記手首関節の一端の外周には円形の溝が形成され、前記前腕には、その内周に沿って円形の突起が形成される円筒状の陥没部が形成され、前記手首関節の一端は、前記円形の溝が前記円形の突起に嵌合されるように、前記前腕の円筒状の溝に挿入されることを特徴とする。
【００１７】
前記手掌部は、互いに対向するように配置される第１支持板及び第２支持板を含み、前記手首関節の他端には、その中心に貫通穴が形成される円形の板が備えられ、前記円形の板は、前記第１支持板と第２支持板との間に配置され、前記円形の板は、前記貫通穴に回転可能に挿入される連結軸を通じて前記第１支持板及び第２支持板に連結されることがさらに好ましい。
【００１８】
前記手首関節の前記円形の板と、前記手掌部の第１支持板と第２支持板との間には、各々摩擦部材が配置されることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による衝突試験用模擬人体の腕機構は、モータ及びギヤ装置を利用して前腕部を駆動するので、衝突時にヒトの腕と同様に作動させることができる。
これによって、本発明の実施例に係る腕機構を使用する衝突試験を通じて、衝突時にヒトの腕の能動的な反応によって人体に加えられる損傷を、一層正確に解明することができる。
【００２０】
また、手掌部の手指部に弾性力が与えられるので、手掌部は車両のハンドルを握ることができ、また一定の大きさ以上の外力が加えられる場合に、ハンドルを放すことができるようになる。従って、本発明の実施例による腕機構の手掌部は、人体の手と同様に作動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し本発明の構成について詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明の実施例による衝突試験用模擬人体２００の腕機構１００は、上腕部１０１と、前腕部１０３と、手掌部１０５とを含んでいる。
上腕部１０１の上端部は、設定された範囲内で回動可能に、環部１０２を通じて模擬人体２００の胴体２０１に連結される。
前腕部１０３は、上腕部１０１の下端部に回動可能に連結され、手掌部１０５は手首関節１０７を通じて前腕部１０３に連結される。
【００２３】
図３に示すように、上腕部１０１のハウジング１０９内には、前腕部１０３を回動駆動させるための駆動装置１１１が配置される。
駆動装置１１１は、モータ１１３と、モータ１１３に連結されるギヤ装置１１５とを含む。ここで、モータには通常の回転型モータ、往復運動を回転運動に変換するエンジンモータ、所定角度の範囲内で往復回動する運動発生機構を含み、ギヤ装置には回転歯車機構、ラック・ピニオン機構などの歯集合によって運動を伝達する機構を含む。
モータ１１３は、モータ駆動ユニット３００によってその駆動が制御され、例えば、モータ１１３はＤＣモータとすることができる。モータ駆動ユニット３００は、電源供給部、インターフェース部、制御部などを含むのが好ましい。
【００２４】
ギヤ装置１１５は、モータ回転軸１１７を通じてモータ１１３の回転力の伝達を受けて、これを適切に減速した後、前腕部１０３と一体に結合される回転軸１１９を駆動させることができる、任意のギヤ装置を使用できる。
例えば、ギヤ装置１１５としては、直交軸減速機である米国Ｂａｙｓｉｄｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｓ  Ｉｎｃ．  製ＮＲ３４（減速比１００：１）など小形ウォーム減速機を使用することができる。このような減速ギヤ装置の構成は、本発明の属する技術分野の当業者に明らかであるため、これに対するさらに詳細な説明は省略する。実際の衝突試験の時に、このようなモータ１１３とギヤ装置１１５を利用して前腕部１０３を駆動し、ヒトの腕での能動的な力と類似の力を作用させることによって、より正確な実験結果を得ることができる。
【００２５】
図４及び図５に示すように、手掌部１０５は、設定された距離だけ離隔して互いに対向するように配置される、第１支持板１２５及び第２支持板１２７を含む。
第１連結軸１２９が、第１支持板１２５と第２支持板１２７とに各々連結され、この第１連結軸１２９には手首関節１０７が回動可能に連結される。例えば、第１連結軸１２９はボルトとすることができる。
【００２６】
図６に示すように、手首関節１０７の一端には、円形の板１３１が備えられ、円形の板１３１の中心部には、貫通穴１３３が形成される。
貫通穴１３３には第１連結軸１２９が挿入されることによって、手掌部１０５は手首関節１０７に対して回動可能に連結される。
【００２７】
一方、手首関節１０７の他の一端には円形の陥没部１３５が形成され、この円形の陥没部１３５を通じて手首関節１０７は前腕部１０３に回転可能に連結される。つまり、図６に示すように、手首関節１０７が、前腕部１０３に形成されている円筒状の溝１７１に挿入される。この円筒状の溝１７１の表面には円形の突出部１７３が形成されており、この円形の突出部１７３が手首関節１０７の円形の陥没部１３５に挿入されるように、手首関節１０７が前腕部１０３の円筒状の溝１７１内に配置される。従って、手首関節１０７が前腕部１０３に回転可能に結合される。
【００２８】
手首関節１０７の円形板１３１の両側には、摩擦部材１３７、１３９が各々配置される。摩擦部材１３７、１３９の中心部には各々貫通穴１４１、１４３が形成され、この貫通穴１４１、１４３には、第１連結軸１２９が挿入される。第１連結軸１２９を回転させて、円形の板１３１と摩擦部材１３７、１３９との間の摩擦力を調節できる。
【００２９】
また、手首関節１０７の回動運動を制限できるように、第２連結軸１４５が第１連結軸１２９の一方の側に設置される。第２連結軸１４５の両端は第１支持板１２５と第２支持板１２７とに各々連結される。
【００３０】
図５に示すように、第２連結軸１４５は、手首関節１０７の回動（図面上の反時計方向）を制限する。手掌部１０５は、ヒトの指に対応する第１手指部と一対の第２手指部とを含んでいる。そして、第１手指部１４７は、第１支持板１２５と第２支持板１２７とに各々連結される連結軸１５１に回動可能に結合される。
同様に、第２手指部１４９も、第１支持板１２５と第２支持板１２７とに各々連結される連結軸１５３に回動可能に結合される。
【００３１】
図５に示すように、第１手指部１４７の一端には弾性部材１５５の一端が連結され、弾性部材１５５の他の一端は第２連結軸１４５に連結される。例えば、弾性部材１５５は、コイルスプリングとすることができる。
一方、第１手指部１４７と第２手指部１４９とは、連結部材１５７によって連結される。連結部材１５７の一端は第１手指部１４７に回動連結され、他の一端は第２手指部１４９に回動連結される。従って、第１手指部１４７が連結軸１５１を中心として回転する場合、これに対応して第２手指部１４９も連結軸１５３を中心として回転する。第１手指部１４７が図面上の時計方向に回転する場合、第２手指部１４９は反時計方向に回転し、第１手指部１４７が反時計方向に回転する場合、第２手指部１４９は時計方向に回転する。従って、第１手指部１４７及び第２手指部１４９は、車両のハンドル４００を握ったり放したりするように作動できる。
【００３２】
第１手指部１４７の外側には、第１手指部１４７の回動を制限できるように設置される第３連結軸１５８が備えられ、第３連結軸１５８は、第１支持板１２５と第２支持板１２７とに各々連結される。
同様に、第２手指部１４９の外側には、第２手指部１４９の回動を制限できるように設置される第４連結軸１５９が備えられ、第４連結軸１５９は、第１支持板１２５と第２支持板１２７とに各々連結される。
【００３３】
図５に示すように、第３連結軸１５８は、第１手指部１４７の反時計方向の回転を制限できる地点に位置し、第４連結軸１５９は、第２手指部１４９の反時計方向の回転を制限できる地点に位置する。
弾性部材１５５は、第１手指部１４７及び第２手指部１４９がハンドル４００をつかむ状態になるよう第１手指部１４７に弾性力を与えるように構成される。
【００３４】
つまり、弾性部材１５５が平衡状態（収縮したり引張られたりしていない状態）にある場合、第１手指部１４７及び第２手指部１４９が点線で表示された地点に位置するようにする。この状態で車両の衝突があると、矢印方向の外力が第１手指部１４７に作用するので、その結果、外力によって弾性部材１５５が引張られ、第１手指部１４７は図面上の時計方向に回転し、第２手指部１４９は図面上の反時計方向に回転する。
【００３５】
このように、外力によって第１手指部１４７が時計方向に回転すれば、手掌部１０５がハンドル４００から離脱するようになる。従って、腕機構１００の手掌部１０５は、第１手指部１４７に弾性力を与える弾性部材１５５を備えることによって、車両の衝突時にヒトの指によって作用する力と類似した力を実現することができる。
【００３６】
以上で、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は実施例に限定されるものではなく、その技術的範囲内において、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者でれば容易に変更し得るであろう。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、車両の衝突試験用模擬人体に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による腕機構が適用された衝突試験用模擬人体を示す実施例の図面である。
【図２】同じく本発明による腕機構を示す図面である。
【図３】同じく本発明による腕機構の前腕部を駆動するための駆動装置を概略的に示す図面である。
【図４】同じく本発明による腕機構の手掌部を示す図面である。
【図５】同じく本発明による腕機構の手掌部を示す図面である。
【図６】同じく本発明による腕機構における手首関節と手掌部との連結部を示す図面である。
【符号の説明】
【００３９】
１００    腕機構
１０１    上腕部
１０３    前腕部
１０５    手掌部
１０７    手首関節
１０９    ハウジング
１１１    駆動装置
１１３    モータ
１１５    ギヤ装置
１１７    モータ回転軸
１２５    第１支持板
１２７    第２支持板
１４７    第１手指部
１４９    第２手指部
１２９、１４５、１５８、１５９    第１、２、３、４連結軸
２００    衝突試験用模擬人体
２０１    模擬人体の胴体
３００    モータ駆動ユニット
４００    ハンドル
【図１】
2005098957.tif 000003
【図２】
2005098957.tif 000004
【図３】
2005098957.tif 000005
【図４】
2005098957.tif 000006
【図５】
2005098957.tif 000007
【図６】
2005098957.tif 000008