(57)【要約】【課題】  車両の種々の走行・性能試験に於いて、シートに着席した乗員の人体のモデルとして用いられる人体ダミーに於いて、所望の腰椎の動き及び力学的特性が再現可能であり、しかも、従前に比して、部品点数が少なく、清掃・メンテナンスの頻度を低減し、特性の変更・調整がより容易となる新規な腰椎部の構成を提供すること。【解決手段】  本発明の人体ダミーは、胸郭部２２と骨盤部２４とを連結する腰椎部２０を有する人体ダミーであって、腰椎部が板ばねを含み、板ばねの面が前後方向に向けられ、板ばねの上端が胸郭部に固定され且つ板ばねの下端が骨盤部に固定されていることを特徴とする。【選択図】        図２
2013257287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胸郭部と骨盤部とを連結する腰椎部を有する人体ダミーであって、前記腰椎部が板ばねを含み、前記板ばねの面が前後方向に向けられ、前記板ばねの上端が胸郭部に固定され且つ前記板ばねの下端が骨盤部に固定されていることを特徴とする人体ダミー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の種々の走行・性能試験に於いて、シートに着席した乗員の人体のモデルとして用いられる人体ダミー人形又は人体マネキン人形に係り、より詳細には、人体ダミー人形の腰椎構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の衝突実験などの走行・性能試験に於いては、シートに着席した乗員の人体への影響を評価するために、人体の力学特性を再現する人体ダミー人形又は人体マネキン人形（以下、「人体ダミー」と称する。）が用いられている。かかる人体ダミーに於いては、車両の衝突時の鞭打ち現象を再現可能とすべく、人体の骨格、特に頸椎から腰椎にかけての脊柱構造の動きが再現できるよう種々の構成が提案されている。例えば、特許文献１に於いては、腰椎の関節の動きと力学的な特性とを模倣すべく、腰椎の各関節の骨に対応した複数のブロックを互いに回動可能にジョイントとばね部材とで連結し、更に、関節の動きと力学的な特性が調整できるようにブロック上のジョイントの位置が変更可能な構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−１８７８３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如き人体ダミーに於いては、腰椎の各関節の骨を模倣したブロックを互いに連結するジョイント又はリンクに、埃や水分等が侵入すると、関節間の動きが鈍くなり、予定された動きや力学的特性を再現できなくなる場合がある。従って、人体ダミーのブロック、ジョイント又はリンクの清掃やメンテナンスを頻繁に行う必要がある。また、骨関節の特性を変更しようとする場合、全ての構成部品の検査及び調整が必要となるところ、構造が複雑であり、比較的重量が大きいため、全重量の調整ができたとしても、重心位置の調整が非常に困難であり、労力を要する。更に、部品点数が多く、製造・調整に比較的費用を要する。
【０００５】
かくして、本発明の一つの目的は、上記の如き人体ダミーに於いて、所望の腰椎の動き及び力学的特性が再現可能であり、しかも、従前に比して、部品点数が少なく、清掃・メンテナンスの頻度を低減し、特性の変更・調整がより容易となる新規な腰椎部の構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記の課題は、胸郭部と骨盤部とを連結する腰椎部を有する人体ダミーであって、腰椎部が板ばねを含み、板ばねの面が前後方向に向けられ、板ばねの上端が胸郭部に固定され且つ板ばねの下端が骨盤部に固定されていることを特徴とする人体ダミーによって達成される。
【０００７】
上記の構成に於いては、胸郭部と骨盤部との間にて複数の腰椎骨が連結して延在する腰椎部を連続弾性体とみなし、従前では、ブロックを縦方向に連結して構成していた人体ダミーの腰椎部が、実際の腰椎部の力学的特性を模倣する梁、即ち、両面がそれぞれ前後方向に向けられ前後方向に湾曲可能な板ばねに置換される。また、人体の腰椎の形状と特性を模倣すべく、腰椎部の板ばねの湾曲方向（曲げモード）は、胸郭部と骨盤部の各々の前後傾によって決定されてよい。例えば、脊柱が直立している状態では、胸郭部が鉛直方向に延在し、骨盤部が前傾状態にあるところ、板ばねから成る腰椎部は、中間部が人体ダミーの前方へ張り出す方向に湾曲されてよい。そして、脊柱が前傾した状態に於いては、胸郭部が前傾し、骨盤部が後傾状態となるので、腰椎部は、中間部が人体ダミーの後方へ張り出す方向に湾曲されてよい。かかる板ばねの曲げモードを達成するために、好適には、板ばねは胸郭部の下端から人体ダミーの前方へ傾斜する方向に延在するように、上端が胸郭部の下端に固定され、骨盤部に於いては、板ばねが骨盤部の上面から略垂直に延在するよう下端が固定される。
【発明の効果】
【０００８】
かくして、上記の構成によれば、腰椎部が一片の板ばね状の梁にて形成されていることにより、埃や水分等の侵入による動きが鈍くなるといった現象は発生せず、構成がより単純化されているため、清掃・メンテナンスの頻度・労力が低減されることとなる。また、特性の変更・調整の際には、板ばね状の梁を所望の特性を有するものに交換するだけでよく、その際の労力も大幅に低減されることが期待される。
【０００９】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（Ａ）は、実際の人体の腰椎部分の骨格の模式的な側面図である。図１（Ｂ）は、本発明による腰椎部を板ばねにて模倣した腰椎部モデルの斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明による脊柱が直立した状態の人体ダミーの模式的な側面図である。図２（Ｂ）は、本発明による脊柱が前傾した状態の人体ダミーの模式的な側面図である。
【図３】図３は、本発明による腰椎部の上下端の固定状態を模式的に表した図である。
【符号の説明】
【００１１】
１０…人体の腰椎骨格
１２…腰椎骨
１４…腰椎関節
２０…板ばね（梁）から成る腰椎部
２２…胸郭部
２４…骨盤部
２６…大腿部
２８…頭部
３０…板ばねの固定部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００１３】
図１（Ａ）を参照して、実際の人体の腰椎部１０の骨格に於いては、周知の如く、複数の腰椎骨１２が椎間板１４を介して連結されて概ね縦方向に延在している。かかる腰椎部に於いては、椎間板１４が軟骨組織であるので、腰椎骨１２間のクッションとなり、人体の姿勢によって腰椎部が前後方向に湾曲される。従前の人体ダミーの腰椎部では、図１（Ａ）の如き骨格構造を模倣して、腰椎骨１２に相当するブロック部材を複数個順番に機械的に連結し、ブロック部材の間に椎間板１４の弾性的特性（図中、Ｓが付されたばね特性）を模倣した弦巻ばね部材等が介在させられている。
【００１４】
しかしながら、実際の腰椎部の骨格構造を模して構成された従前の人体ダミーの腰椎部の場合、機械的な連結構造が多く、使用中に埃・水分等が連結構造内へ侵入すると、関節の動きが鈍くなり、予定された力学的特性が十分に発揮されなくなる場合がある。かかる不具合を防止するためには、クリーニングやメンテナンスを頻繁に行う必要があるところ、構成部品点数が多いため、相当な労力を要することとなる。また、腰椎部の力学的特性を変更する場合にも、構成部品点数が多く、構造が複雑であり、比較的重量が大きいため、調整が困難である。一般に、全重量の調整ができたとしても、重心位置の調整が相当に困難である。
【００１５】
そこで、本発明に於いては、図１（Ａ）の如き骨格構造を、ばね特性Ｓを有する連続弾性体としてモデル化し、人体ダミーの腰椎部として、図１（Ｂ）に模式的に描かれている如く、実際の腰椎部の力学的特性を模倣した板ばね状の梁２０が採用される。かかる板ばね状の梁２０は、金属板等の弾性的に湾曲可能な任意の部材であってよい。また、梁２０に於いて、板ばねの両面は、それぞれ、人体ダミーの前後方向に向けられ、板ばねの上端及び下端は、それぞれ、胸郭部２２の下面及び骨盤部２４の上面に剛固に固定される。かくして、胸郭部２２と骨盤部２４との相対的な位置及び向きが変化すると、板ばね状の梁２０は、人体ダミーの前後方向に湾曲されることとなる。
【００１６】
上記の人体ダミーの腰椎部の梁２０に於いて、その湾曲状態、即ち、曲げモードは、胸郭部２２と骨盤部２４の傾きによって決定されてよい。図２（Ａ）を参照して、人体が直立姿勢にあるとき、通常、腰椎部分は、直立状態の胸郭部２２と上面が矢印αの方向に前傾した骨盤部２４との間にて、胸郭部２２及び頭部２８を合わせた重心Ｇを支えるべく、略中央領域が人体の前側に突き出る方向に湾曲する。従って、同様に、梁２０は、人体ダミーが直立状態にあるときには、略中央領域が矢印ａの方向に突き出る方向に湾曲されるよう調整されてよい。一方、図２（Ｂ）に模式的に描かれている如く、胸郭部２２及び頭部２８が矢印βの方向に前傾した状態では、実際の人体に於いては、骨盤部２４の上面が矢印γの方向へ後傾し、腰椎部分は、その略中央領域が人体の後ろ側に突き出る方向に湾曲する。従って、人体ダミーに於いて、胸郭部２２及び頭部２８が矢印βの方向に前傾し、骨盤部２４の上面が矢印γの方向へ後傾した状態では、梁２０も、略中央領域が矢印ｂの方向に突き出る方向に湾曲されるよう調整されてよい。
【００１７】
上記の如き胸郭部２２と骨盤部２４との前傾又は後傾状態に対応して、梁２０の湾曲方向が変化するよう構成すべく、梁２０の上端及び下端は、図３に示されている如く、それぞれ、胸郭部２２の下面及び骨盤部２４の上面にてボルト及びナット等の固定器具３０により剛固に固定されてよい。その際、好適には、胸郭部２２の直立状態で、梁２０が人体ダミーの前方に突き出るようにすべく、梁２０は、胸郭部２２の下面から、該下面の垂直方向に対して、所定角度θにて前方に傾いた方向に延在するよう梁２０の上端が固定される。一方、骨盤部２４の上面は、胸郭部２２の直立状態に於いて前傾しているので、梁２０は、骨盤部２４の上面に略垂直な方向に延在するよう下端が固定されてよい。なお、胸郭部２２の下面及び骨盤部２４の上面に於ける梁２０の延在方向は、上記の例に限らず、任意の方向に向けられていてよい。
【００１８】
かくして、上記の本発明に於いては、複数の腰椎骨と椎間板と交互に連結した腰椎部分を、板ばねにて近似し、これにより、部品点数を低減し、これにより、部品間の隙間の数が低減され、クリーニング・メンテナンスの労力が低減される。また、腰椎部の力学特性の変更・調整は、板ばねを所望の特性を持つものに交換するか、或いは、胸郭部２２の下面及び骨盤部２４の上面に於ける梁２０の延在方向が任意の方向となるよう調整することにより達成されてよく、位置を調整すべき部品点数が少ないので、力学特性の変更・調整に要する労力の低減が期待される。
【００１９】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
【図１】
2013257287.tif 000003
【図２】
2013257287.tif 000004
【図３】
2013257287.tif 000005