(57)【要約】【課題】  眼球衝撃値計測装置において、車両衝突時などにおける乗員の眼球が受ける影響を短時間で高精度に計測可能とする。【解決手段】  ダミー人形の頭部１１における左右の眼球部１４の位置に凹部１８をそれぞれ設け、頭部１１内に設けた計測装置１７の２つの眼球ロードセル１９をこの左右の凹部１８にそれぞれ配設する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突試験用ダミー人形の頭部と、該頭部における左右の眼球の位置に設けられた左右の眼球ロードセルとを具えたことを特徴とする眼球衝撃値計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の眼球衝撃値計測装置において、前記眼球ロードセルは、その前面の前後位置が、前記頭部における該眼球ロードセル周辺の顔表面の前後位置とほぼ一致していることを特徴とする眼球衝撃値計測装置。
【請求項３】
請求項１記載の眼球衝撃値計測装置において、前記眼球ロードセルは、その前面部が面取り加工あるいは球面加工が施されていることを特徴とする眼球衝撃値計測装置。
【請求項４】
請求項１記載の眼球衝撃値計測装置において、前記頭部における左右の眼球の位置に凹部がそれぞれ設けられ、該左右の凹部に前記眼球ロードセルがそれぞれ装着されると共に、該眼球ロードセルを除く前記凹部にカバーが装着されていることを特徴とする眼球衝撃値計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダミー人形に装着され、車両の衝突時に眼球に作用する衝撃値を計測するための眼球衝撃値計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な車両の衝突試験では、試験車両にダミー人形を乗せ、この車両を所定の速度で移動して壁や別の車両に衝突させることで、車両の破損状態やダミー人形が受けるダメージを測定している。また、車両を移動可能な台車に搭載してこの車両にダミー人形を乗せ、この台車を所定の加速度で押し出すことで実際の衝突時の衝撃を車両に作用させ、ダミー人形が受けるダメージを測定するものもある。
【０００３】
このような車両の衝突試験は、車両の破損状態や衝撃吸収力などを測定することができるが、乗員の代わりに乗せたダミー人形が受けるダメージを測定することも大きな目的の一つとなっている。この車両の衝突時、乗員はシートベルトにより保護されているものの、その衝撃力により頭部が前方に移動してステアリングやダッシュボード、インストルメントパネルなどに衝突する場合もあり、近年では、ほとんどの車両にエアバッグ装置が設けられている。従って、車両の衝突時に、乗員は頭部が前方に移動するが、同時に膨張したエアバッグによりステアリングやダッシュボードなどへの衝突が防止され、重度の傷害から保護することができる。
【０００４】
ところが、車両の前方衝突時に、このエアバッグ装置が作動して頭部の衝突を防止したとしても、エアバッグの材質、展開の仕方、膨張力などにより膨張したエアバッグが乗員の眼球に影響を与える可能性がある。そのため、車両の衝突試験では、ダミー人形自体が受けるダメージを測定すると共に、このダミー人形の頭部の眼球が受けるダメージを測定可能な計測装置が望まれている。
【０００５】
ダミー人形の頭部の眼球が受けるダメージを測定可能な計測装置として、下記非特許文献１に記載されたものがある。この非特許文献１では、ダミー人形の頭部に金属製の眼窩を形成し、この眼窩内に綿を介して食肉用の豚眼を固定すると共に、顔面中央部及び眼窩の外側に面圧計を固定している。そして、車両の衝突及びエアバッグ展開試験を行い、ダミー人形の頭部とエアバッグとの接触時における挙動を高速度カメラにより撮影し、試験後の豚眼の損傷状態を解析することで、車両の衝突時におけるエアバッグから眼球が受けるダメージを推定する。
【非特許文献１】「日眼会誌」  ９７巻  ９号  平成５年９月１０日  第１０５３頁〜１０６０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述した特許文献１に記載された計測装置では、ダミー人形の頭部に装着する眼球として、金属製の眼窩に綿を介して食肉用の豚眼を固定しており、試験の準備工数が大幅にかかり、試験が面倒なものとなってしまう。また、衝突試験の評価を、衝突時におけるダミー人形の頭部とエアバッグとの接触時の連続写真や試験後の豚眼の損傷状態を大きな要素として解析して行っているため、評価のための工数が膨大なものとなり、試験及び評価に長期間を要してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するものであって、車両衝突時などにおける乗員の眼球が受ける影響を短時間で高精度に計測することができる眼球衝撃値計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の眼球衝撃値計測装置は、衝突試験用ダミー人形の頭部と、該頭部における左右の眼球の位置に設けられた左右の眼球ロードセルとを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明の眼球衝撃値計測装置では、前記眼球ロードセルは、その前面の前後位置が、前記頭部における該眼球ロードセル周辺の顔表面の前後位置とほぼ一致していることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明の眼球衝撃値計測装置では、前記眼球ロードセルは、その前面部が面取り加工あるいは球面加工が施されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明の眼球衝撃値計測装置では、前記頭部における左右の眼球の位置に凹部がそれぞれ設けられ、該左右の凹部に前記眼球ロードセルがそれぞれ装着されると共に、該眼球ロードセルを除く前記凹部にカバーが装着されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明の眼球衝撃値計測装置によれば、衝突試験用ダミー人形の頭部にて、その頭部における左右の眼球の位置に眼球ロードセルをそれぞれ設けたので、眼球ロードセルが荷重や圧力を検出することで、眼球が受けるダメージを定量的な物理量として評価することができ、車両衝突時などにおける乗員の眼球が受ける影響を短時間で高精度に計測することができる。
【００１３】
請求項２の発明の眼球衝撃値計測装置によれば、眼球ロードセルの前面の前後位置を、頭部における眼球ロードセル周辺の顔表面の前後位置とほぼ一致させたので、眼球ロードセルを実際の人間の眼球に近いものとすることで、眼球ロードセルによる検出精度を向上することができる。
【００１４】
請求項３の発明の眼球衝撃値計測装置によれば、眼球ロードセルの前面部に面取り加工あるいは球面加工を施したので、車両衝突試験をエアバッグを装着した車両で行った場合、膨張したエアバッグと眼球ロードセルとの接触によるロードセルの誤作動や誤検出を防止することができる。
【００１５】
請求項４の発明の眼球衝撃値計測装置によれば、頭部における左右の眼球の位置に凹部をそれぞれ設け、この左右の凹部に眼球ロードセルをそれぞれ装着すると共に、眼球ロードセルを除く凹部にカバーを装着したので、この凹部を用いることで眼球ロードセルのメンテナンスを容易に行うことができると共に、凹部をカバーにより被覆することで凹部に衝突物が侵入することによる誤検出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】
【００１６】
本発明の眼球衝撃値計測装置を実施するための最良の形態は、衝突試験用ダミー人形の頭部にて、この頭部における左右の眼球の位置にそれぞれ凹部を設け、左右の凹部に眼球ロードセルそれぞれ装着したものであり、この眼球ロードセルは、その前面部に面取り加工あるいは球面加工を施すことが望ましく、また、眼球ロードセルの前面の前後位置を、その周辺の顔表面の前後位置とほぼ一致させることが望ましい。
【実施例１】
【００１７】
図１に本発明の一実施例に係る眼球衝撃値計測装置を適用したダミー人形の頭部の概略、図２に本実施例のダミー人形の頭部の縦断面、図３に本実施例のダミー人形の頭部に水平断面、図４に図２のIV−IV断面、図５に本実施例の眼球衝撃値計測装置の概略、図６にダミー人形へのカバー未装着状態及びカバー装着状態を表す概略を示す。
【００１８】
本実施例において、図１乃至図６に示すように、車両衝突試験などに用いられる図示しないダミー人形は頭部１１を有し、この頭部１１は金属製で中空形状をなす骨格部（頭蓋骨）１２の外側にゴム製の皮膚部１３が固着されてなり、左右の眼球部１４、鼻部１５、口部１６が設けられて構成されている。そして、この頭部１１内には計測装置１７が装着されており、この頭部１１における左右の眼球部１４の位置にそれぞれ凹部１８が形成され、計測装置１７に設けられた左右一対の眼球ロードセル１９の先端部が内部からこの左右の凹部１８に延設されている。
【００１９】
この計測装置１７にて、頭部１１内の骨格部１２内には水平な基板２１が一体に形成され、この基板２１上に固定ブロック２２が載置され、垂直に貫通する固定ボルト２３により固定されている。この固定ブロック２２は、その前面の左右両側に左右一対の眼球ロードセル１９が水平に貫通する固定ボルト２４により固定されている。この眼球ロードセル１９は、取付部２５から前方に角柱形状のロッド部２６が一体に延出され、先端部にきのこ形状の検出部２７が形成されてなり、このロッド部２６の表面に２つの歪ゲージ２８，２９が貼り付けられている。一方の歪ゲージ２８はロッド部２６の周方向のせん断歪を検出するものであり、他方の歪ゲージ２９はロッド部２６の軸方向のせん断歪を検出するものである。
【００２０】
また、固定ブロック２２は、その後面の中央にマウント３０が密着し、垂直に貫通する固定ボルト３１により基板２１に固定されると共に、水平に貫通する固定ボルト３２により固定ブロック２２に固定されている。このマウント３０は内部に図示しない加速度計が設けられている。そして、固定ブロック２２の上面及び後面からマウント３０の側面にかけて、前後方向に沿って左右一対の溝部２２ａ，２２ｂ，３０ａが形成されており、この左右の溝部２２ａ，２２ｂ，３０ａにはそれぞれハーネス３３が装着され、基端部が図示しないコントローラに接続される一方、先端部が眼球ロードセル１９の各歪ゲージ２８，２９に接続されている。
【００２１】
この眼球ロードセル１９にて、検出部２７は所定厚さを有する円板部材の前面外周部が面取り加工（面取部２７ａ）が施された形状をなし、ロッド部２６が頭部１１の表面に形成された凹部１８に連通する連通孔１８ａ内を挿通し、検出部２７が凹部１８に位置することとなる。このとき、図６(ａ)に詳細に示すように、眼球ロードセル１９の検出部２７は、前面の前後方向位置が、頭部１１におけるこの眼球ロードセル１９周辺の顔表面の前後位置とほぼ一致するように、検出部２７の位置や頭部１１の顔形状が設定されている。なお、本実施形態では、頭部１１の顔形状が、実際の人間の顔に近い形状をなすように、眼球ロードセル１８の検出部２７に対して、その上方及び内方（鼻部１５側）の顔表面の前後位置をほぼ同じ位置としている。
【００２２】
また、この凹部１８は眼球ロードセル１９をメンテナンスするためのものであり、検出部２７の外径より大きく形成されており、図６(ｂ)に示すように、凹部１８と検出部２７との段差をなくすためにカバー３４が設けられている。このカバー３４は、中央部に眼球ロードセル１９の検出部２７より若干大きい径の孔３５を有し、頭部１１の顔表面に対して着脱自在となっている。
【００２３】
なお、眼球ロードセル１９のロッド部２６は角柱形状に限らず、円柱形状などであってもよく、また、強度を十分に考慮した上で、ロッド部１６の一部あるいは全部を細径とし、ここに歪ゲージ２８，２９を貼り付けることで、検出精度を向上させても良い。更に、眼球ロードセル１９の検出部２７は、円板部材に面取り加工した形状に限らず、加工性を考慮して、少なくとも前面に球面加工を施したような半球形状としたり、球形状や楕円球形状とすることで、周辺部材との接触による損傷を抑制させても良い。
【００２４】
従って、上述した本実施例の眼球衝撃値計測装置を適用したダミー人形を用いて車両の衝突試験を実施した場合、車両の衝突にエアバッグが膨張展開し、ダミー人形の頭部１１が膨張したエアバッグに接触し、このとき、左右の眼球部１４に設けられた眼球ロードセル１９には衝突時に発生した荷重が作用する。眼球ロードセル１９の各歪センサ２８，２９は、検出部２７に作用した荷重をせん断歪として検出する。そして、このせん断歪を所定の手法で解析することで、車両の衝突時におけるエアバッグが眼球に与えるダメージを定量的な物理量として評価することができる。
【００２５】
このように本実施例の眼球衝撃値計測装置にあっては、ダミー人形の頭部１１における左右の眼球部１４の位置に凹部１８をそれぞれ設け、頭部１１内に設けた計測装置１７の２つの眼球ロードセル１９をこの左右の凹部１８にそれぞれ配設している。
【００２６】
従って、車両の衝突試験などにて、ダミー人形の眼球に与えるダメージを眼球ロードセル１９が荷重や圧力として検出することで、このダメージを定量的な物理量として評価することができ、車両衝突時などにおける乗員の眼球が受ける影響を短時間で高精度に計測することができる。
【００２７】
また、頭部１１に装着した眼球ロードセル１９の前面の位置を、この眼球ロードセル１９の周辺の顔表面の位置とほぼ一致させており、眼球ロードセル１９を実際の人間の眼球に近い位置に配設することで、眼球ロードセル１９による検出精度を向上することができる。更に、この眼球ロードセル１９における検出部２７の前面部に面取り加工（面取部２７ａ）を施しており、車両衝突試験をエアバッグを装着した車両で行った場合、膨張したエアバッグが眼球ロードセル１９の検出部２７に引っ掛かることがなく、眼球ロードセル１９の誤作動や誤検出、また、損傷を防止することができる。
【００２８】
なお、上述の実施例では、車両の衝突試験にて、ダミー人形の頭部１１が前方に移動して膨張したエアバッグに接触したときの眼球部１４の衝撃を眼球ロードセル１９により計測するものとして説明したが、エアバッグが装着されていない車両であってもよく、また、後部座席に乗せたダミー人形の頭部１１が前方に移動してフロントシートに接触したときの眼球部１４の衝撃を眼球ロードセル１９により計測することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る眼球衝撃値計測装置は、ダミー人形の頭部における左右の眼球部の位置に眼球ロードセルを配設することで、車両の衝突試験などで、ダミー人形の眼球に与えるダメージを定量的な物理量として評価することができるものであり、車両の衝突試験の形態に拘わらず、ダミー人形を用いた試験であれば、どのような試験にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例に係る眼球衝撃値計測装置を適用したダミー人形の頭部の概略図である。
【図２】本実施例のダミー人形の頭部の縦断面図である。
【図３】本実施例のダミー人形の頭部に水平断面図である。
【図４】図２のIV−IV断面図である。
【図５】本実施例の眼球衝撃値計測装置の概略図である。
【図６】ダミー人形へのカバー未装着状態及びカバー装着状態を表す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  頭部
１４  眼球部
１７  計測装置
１８  凹部
１９  眼球ロードセル
２２  固定ブロック
２７  検出部
２７ａ  面取部
２８，２９  歪ゲージ
３０  マウント
３３  ハーネス
３４  カバー
【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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