JP2008216224A

JP2008216224A - 衝突試験用ダミー

Info

Publication number: JP2008216224A
Application number: JP2007058072A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Fujiwara; 泰介藤原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】圧力分布や接触力などを精度良く計測することが可能な衝突試験用ダミーを提供する。
【解決手段】衝突試験用ダミーは、車両の衝突試験などに好適に用いられる。具体的には、衝突試験用ダミーは、表皮に複数の圧力センサが埋め込まれている。例えば、圧力センサは、ダミーの頭部とカーテンシールドエアバッグとが接触するような箇所や、ダミーの腰部とサイドエアバッグとが接触するような箇所などに埋め込まれている。このように構成された衝突試験用ダミーを用いることにより、圧力センサの出力に基づいて、衝突試験において圧力分布や接触力を精度良く計測することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の衝突試験に用いられる衝突試験用ダミーに関する。

従来から、ダミーを用いて車両における種々の試験が行われている。例えば、特許文献１には、車両用シートに人体が着座した際の圧力分布を測定可能なシート又はマットの特性試験方法が記載されている。この技術では、ダミーのシート又はマットとの接触面に取り付けられた圧力センサを用いて測定を行っている。

特開２００３−１２１２７７号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、ダミーの表皮上に圧力センサを取り付けていたため、圧力センサを設けていないダミーと比べて、圧力センサの厚み等の分だけ外形寸法が変わってしまう（言い換えると表面形状が変わってしまう）傾向にあった。そのため、衝突試験を実行した場合に、ダミー搭載姿勢が正規のものと異なり、圧力分布などを精度良く検出することが困難であった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧力分布や接触力などを精度良く計測することが可能な衝突試験用ダミーを提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、車両の衝突試験に用いられる衝突試験用ダミーは、圧力分布が計測可能なように、前記衝突試験用ダミーの表皮に複数の圧力センサが埋め込まれていることを特徴とする。

上記の衝突試験用ダミーは、車両の衝突試験などに好適に用いられる。具体的には、衝突試験用ダミーは、表皮に複数の圧力センサ（マットセンサ）が埋め込まれている。つまり、衝突試験用ダミーにおける表皮の内側部分に、複数の圧力センサが埋め込まれている。これにより、複数の圧力センサの出力に基づいて、衝突試験において圧力分布を精度良く計測することが可能となる。また、上記のように圧力センサを表皮に埋め込むことにより、ダミーの外形寸法を、このように圧力センサが設けられていないダミーの外形寸法と概ね同一にすることができる。よって、ダミーにおける接触タイミングなどがほとんど変わらないため、圧力センサが設けられていないダミーと計測条件を概ね同一にすることが可能となる。

上記の衝突試験用ダミーの一態様では、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの頭部とカーテンシールドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれている。これにより、ダミーの頭部と車両のカーテンシールドエアバッグとの接触時の圧力分布を精度良く計測することが可能となる。

上記の衝突試験用ダミーの他の一態様では、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの腰部と車両のサイドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれている。これにより、ダミーの腰部とサイドエアバッグとの接触時の圧力分布を精度良く計測することが可能となる。

上記の衝突試験用ダミーの他の一態様では、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーにおける部位同士が接触する箇所に埋め込むことができる。上記の衝突試験用ダミーにおいて好適には、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの腰部と大腿部との接触箇所に埋め込まれている。これにより、衝突試験時において、ダミーの腰部と大腿部との接触力（言い換えると、ダミーの腰部と大腿部との間の荷重伝達）を精度良く計測することができる。したがって、このようにして計測された接触力を用いることによって、ダミーにおける各部位の内力と外力を精度良く算出することが可能となる。

上記の衝突試験用ダミーの他の一態様では、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーとシートとの接触箇所に埋め込まれている。これにより、ダミーと車両のシートとの間の接触面垂直方向荷重を精度良く計測することができる。

好適には、前記圧力センサより得られた圧力に基づいて、前記衝突試験用ダミーとシートとの間に働く摩擦力を算出することができる。つまり、圧力センサより得られるダミーとシートとの間の垂直方向荷重より、ダミーと車両のシートとの間に働く摩擦力を精度良く算出することができる。したがって、算出された摩擦力を用いることによって、ダミーにおける各部位の外力を精度良く算出することが可能となる。

更に好適には、前記圧力センサより得られた圧力に基づいて、前記シートに対する前記衝突試験用ダミーの搭載状況を判別することができる。つまり、圧力センサより得られるダミーとシートとの間の圧力分布に基づいて、車両のシートに対するダミーの搭載状況を定量的に判別することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［第１実施例］
まず、本発明の第１実施例に係る衝突試験用ダミー（以下、単に「ダミー」と呼ぶ。）について説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係るダミーの頭部１１を示した概略図である。図１（ａ）は、頭部１１の斜視図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の切断線Ａ１−Ａ２に沿った断面図を示している。ダミーは、主に、車両の衝突試験を行う際に、圧力分布や接触力などを計測するために用いられる。なお、図１では、ダミーの頭部１１以外の部分については、図示を省略している。

図１（ｂ）に示すように、ダミーの頭部１１は、主に、金属などによって構成されたスカル部１２と、ゴムなどによって構成され、スカル部１２を覆うように設けられ弾性部材部１３と、を有する。また、弾性部材部１３には、頭部１１における表皮の内側部分に、圧力（荷重）を計測可能な複数の圧力センサ（マットセンサ）１５が設けられている。つまり、第１実施例では、ダミーの頭部１１における表皮に、複数の圧力センサ１５を埋め込んでいる。この場合、圧力センサ１５は、薄いフィルム状に構成されており、頭部１１の表皮の内側部分に複数配列されている。これにより、衝突試験時において、複数の圧力センサ１５が設けられた箇所の表面に働く接触力を精度良く計測することが可能となる。

具体的には、複数の圧力センサ１５は、図１（ａ）中のハッチング部分Ｂ１に示す、頭部１１の左側半分１１ａにおける表皮に埋め込まれている。つまり、第１実施例では、ダミーの頭部１１と車両のカーテンシールドエアバッグ（不図示）とが接触するような箇所に、複数の圧力センサ１５を埋め込んでいる。即ち、第１実施例では、圧力センサ１５の出力に基づいて、ダミーの頭部１１とカーテンシールドエアバッグとの接触時の圧力分布を計測する。なお、圧力センサ１５に接続される配線（不図示）は、ダミーの内部を通過する（例えばスカル部１２に設けられた空洞部などを通過する）ものとする。

以上のように圧力センサ１５を頭部１１に埋め込むことにより、衝突試験時において荷重出力を時系列で計測することで、ダミーの頭部１１と車両のカーテンシールドエアバッグとの接触時の圧力分布を精度良く計測することが可能となる。つまり、頭部１１とカーテンシールドエアバッグとの接触力を精度良く計測することが可能となる。

また、圧力センサ１５を頭部１１の表皮に埋め込むことにより、ダミーの外形寸法を、このように圧力センサ１５が設けられていないダミーにおける外形寸法と概ね同一にすることができる。よって、ダミーにおける接触タイミングなどがほとんど変わらないため、圧力センサ１５が設けられていないダミーと計測条件を概ね同一にすることが可能となる。更に、圧力センサ１５を表皮に埋め込み、圧力センサ１５に接続された配線も内部を通過させることによって、複数の圧力センサを表皮上に取り付けたダミーと比較して、配線の取り回しが容易になると共に、配線が外部にほとんど露出しないため、ダミーの耐久性を向上させることが可能となる。

なお、第１実施例に係るダミーは、例えば、以下のような方法によって製作することができる。まず、一般的な方法などによって、スカル部１２を覆う弾性部材部が通常のダミーよりも若干薄く構成されたダミー（つまり、一回り小さいダミー）を製作する。この後、ダミーの表皮上に圧力センサ１５を貼り付ける。次に、圧力センサ１５が貼り付けられたダミーの表面を覆うように、薄い弾性部材（上記した弾性部材部と同一の部材）を被せる。これにより、ダミーの表皮に複数の圧力センサ１５が埋め込まれた第１実施例に係るダミーが完成する。

なお、上記では、頭部１１の左側半分１１ａにおける表皮に圧力センサ１５を埋め込む例を示したが、この代わりに、頭部１１の右側半分における表皮に圧力センサ１５を埋め込んでも良いし、頭部１１における表皮の全体に渡って圧力センサ１５を埋め込んでも良い。

［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例について説明する。第２実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ１５が、ダミーの腰部と車両のサイドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれている点で、前述した第１実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第２実施例では、圧力センサ１５の出力に基づいて、ダミーの腰部とサイドエアバッグとの接触時の圧力分布を計測する。

図２は、本発明の第２実施例に係るダミーの腰部２１を示した概略図である。この場合、ダミーをシートに座らせた状態における腰部２１の斜視図を示している。なお、図２では、ダミーにおいて、腰部２１のみを取り出して示しており、腰部２１以外の部分については図示を省略している。

第２実施例に係るダミーは、ダミーの腰部２１と車両のサイドエアバッグ（不図示）とが接触するような箇所に、第１実施例で示したものと同様の複数の圧力センサ１５（不図示）が埋め込まれている。具体的には、図２中のハッチング部分Ｂ２に示す腰部２１の左側の側面部２２における表皮に、複数の圧力センサ１５が埋め込まれている。この場合にも、第１実施例で示したように（図１（ｂ）参照）、圧力センサ１５は、薄いフィルム状に構成されており、側面部２２における表皮の内側部分に複数配列されている。また、圧力センサ１５に接続される配線（不図示）は、ダミーの内部を通過するものとする。

以上のように圧力センサ１５を腰部２１の側面部２２に埋め込むことにより、衝突試験時において荷重出力を時系列で計測することで、ダミーの腰部２１と車両のサイドエアバッグとの接触時の圧力分布を精度良く計測することが可能となる。つまり、腰部２１とサイドエアバッグとの接触力を精度良く計測することが可能となる。

なお、上記では、腰部２１の左側の側面部２２における表皮に圧力センサ１５を埋め込む例を示したが、この代わりに、腰部２１の右側の側面部における表皮に圧力センサ１５を埋め込んでも良いし、腰部２１の両方の側面部における表皮に圧力センサ１５を埋め込んでも良い。

また、上記のように腰部２１の表皮にのみ圧力センサ１５を埋め込んだダミーを用いることに限定はされず、腰部２１の表皮及び頭部の表皮に圧力センサ１５を埋め込んだダミーを用いても良い。つまり、第１実施例と第２実施例とを組み合わせたダミーを用いることも可能である。

なお、第２実施例に係るダミーも、第１実施例で示した製作方法と同様の方法によって製作することができる。

［第３実施例］
次に、本発明の第３実施例について説明する。第３実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ１５が、ダミーにおける部位同士が接触する箇所（具体的には、弾性部材同士が接触する箇所）に埋め込まれている点で、前述した第１実施例及び第２実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第３実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ１５が、腰部と大腿部との接触箇所に埋め込まれている。詳しくは、第３実施例では、圧力センサ１５の出力に基づいて、ダミーの腰部と大腿部との接触力（内力）を計測する。

図３は、本発明の第３実施例に係るダミーの腰部３１を示した概略図である。この場合、ダミーをシートに座らせた状態における腰部３１の斜視図を示している。なお、図３では、ダミーにおいて、腰部３１のみを取り出して示しており、腰部３１以外の部分については図示を省略している。

第３実施例に係るダミーは、図３中のハッチング部分Ｂ３ａ、Ｂ３ｂに示す、ダミーの腰部３１と大腿部３３ａ、３３ｂ（破線で示す）との接触箇所３２ａ、３２ｂに、第１実施例で示したものと同様の複数の圧力センサ１５（不図示）が埋め込まれている。具体的には、圧力センサ１５は、腰部３１と左脚の大腿部３３ａとの接触箇所３２ａ、及び腰部３１と右脚の大腿部３３ｂとの接触箇所３２ｂに埋め込まれている。言い換えると、圧力センサ１５は、腰部３１と、左脚の大腿部３３ａ及び右脚の大腿部３３ｂとが接続される箇所に埋め込まれている。この場合にも、第１実施例で示したように（図１（ｂ）参照）、圧力センサ１５は、薄いフィルム状に構成されており、接触箇所３２ａ、３２ｂに複数配列されている。また、圧力センサ１５に接続される配線（不図示）は、ダミーの内部を通過するものとする。

更に、接触箇所３２ａ、３２ｂにおける中心部分３５ａ、３５ｂ付近には、荷重を計測可能な荷重計（不図示）が設けられている。この荷重計の出力は、ダミーの腰部３１と大腿部３３ａ、３３ｂとの接触力（内力）を計測する場合に、上記した圧力センサ１５の出力と共に用いられる。

このように圧力センサ１５を接触箇所３２ａ、３２ｂに埋め込むことにより、衝突試験時において、ダミーの腰部３１と大腿部３３ａ、３３ｂとの接触力（言い換えると、ダミーの腰部３１と大腿部３３ａ、３３ｂとの間の荷重伝達）を計測することができる。具体的には、接触箇所３２ａ、３２ｂにおける中心部分３５ａ、３５ｂ付近に設けられた荷重計のみの出力を用いて接触力を計測する場合と比較すると、第３実施例によれば、接触箇所３２ａ、３２ｂに設けられた圧力センサ１５の出力を用いることにより、中心部分３５ａ、３５ｂを通らずに接触箇所３２ａ、３２ｂを通過する力を適切に計測することができるので、ダミーの腰部３１と大腿部３３ａ、３３ｂとの接触力（内力）を精度良く計測することが可能となる。

したがって、第３実施例によれば、このようにして計測された接触力を用いることによって、ダミーにおける各部位の外力を精度良く算出することが可能となる。具体的には、第３実施例によれば、ダミーにおける部位同士の接触力を考慮しないで外力を算出する場合と比較して、外力算出値に不足が生じることは少ないと言える。

なお、上記では、ダミーにおける部位同士が接触する箇所として、腰部３１と大腿部３３ａ、３３ｂとの接触箇所３２ａ、３２ｂを示したが、これ以外の接触箇所に圧力センサ１５を埋め込んで接触力を計測することも可能である。

また、上記のように腰部３１と大腿部３３ａ、３３ｂとの接触箇所３２ａ、３２ｂにのみ圧力センサ１５を埋め込んだダミーを用いることに限定はされない。他の例では、接触箇所３２ａ、３２ｂだけでなく、頭部の表皮、及び腰部３１の側面部における表皮の少なくともいずれか１つ以上に圧力センサ１５を埋め込んだダミーを用いることができる。つまり、第３実施例に対して、前述した第１実施例及び第２実施例の少なくともいずれか１つ以上を組み合わせても良い。

なお、第３実施例に係るダミーも、第１実施例で示した製作方法と同様の方法によって製作することができる。

［第４実施例］
次に、本発明の第４実施例について説明する。第４実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ１５が、ダミーとシート（車両用シート）との接触箇所に埋め込まれている点で、前述した第１実施例乃至第３実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第４実施例では、圧力センサ１５の出力に基づいて、ダミーとシートとの間の接触面垂直方向荷重を計測する。そして、得られた接触面垂直方向荷重とシートの摩擦係数とに基づいて、ダミーとシートとの間に働く摩擦力を算出する。

図４は、本発明の第４実施例に係るダミーの腰部４１を示した概略図である。具体的には、ダミーの腰部４１及びシート５０の側面図を示しており、ダミーをシート５０に座らせた状態における腰部４１を示している。なお、図４では、ダミーにおいて、腰部４１のみを取り出して示しており、腰部４１以外の部分については図示を省略している。

第４実施例に係るダミーは、ダミーの腰部４１とシート５０との接触箇所に、第１実施例で示したものと同様の複数の圧力センサ１５（不図示）が埋め込まれている。具体的には、圧力センサ１５は、図４中のハッチング部分Ｂ４ａに示すダミーの腰部４１における下面部４２ａ、及びハッチング部分Ｂ４ｂに示すダミーの腰部４１における背面部４２ｂに埋め込まれている。即ち、腰部４１における下面部４２ａ及び背面部４２ｂの表皮に、複数の圧力センサ１５が埋め込まれている。この場合にも、第１実施例で示したように（図１（ｂ）参照）、圧力センサ１５は、薄いフィルム状に構成されており、下面部４２ａ及び背面部４２ｂにおける表皮の内側部分に複数配列されている。また、圧力センサ１５に接続される配線（不図示）は、ダミーの内部を通過するものとする。

このように圧力センサ１５をダミーの腰部４１における下面部４２ａ及び背面部４２ｂに埋め込むことにより、ダミーとシート５０との間の接触面垂直方向荷重を計測することができる。具体的には、ダミーの下面部４２ａとシート５０との間の接触面垂直方向荷重、及びダミーの背面部４２ｂとシート５０との間の接触面垂直方向荷重を計測する。これにより、得られた接触面垂直方向荷重とシート５０の摩擦係数とに基づいて、ダミーとシート５０との間に働く摩擦力を精度良く算出することが可能となる。この場合、ダミーの下面部４２ａとシート５０との間に働く摩擦力、及びダミーの背面部４２ｂとシート５０との間に働く摩擦力をそれぞれ算出できる。具体的には、得られた接触面垂直方向荷重を「Ｎ」とし、シート５０の摩擦係数を「μ」とし、ダミーとシート５０との間の摩擦力を「Ｆ」とすると、摩擦力は「Ｆ＝μ×Ｎ」より算出される。

以上より、第４実施例によれば、このようにして算出された摩擦力を用いることによって、ダミーにおける各部位の外力を精度良く算出することが可能となる。つまり、第４実施例によれば、ダミーからシート５０の表皮へ伝わる荷重を外力算出値に適切に含ませることができると言える。

また、第４実施例によれば、ダミーとシート５０との接触箇所に圧力センサ１５を埋め込んでいるため、ダミーとシート５０との間の圧力分布がわかる。これにより、シート５０に対するダミーの搭載状況を定量的に判別することができる。したがって、ダミーの搭載状況に基づいて、複数の衝突試験を行った際の計測条件の違いなどを判別することが可能となる。例えば、ダミーの左脚側から得られた圧力分布と、ダミーの右脚側から得られた圧力分布との間に偏りが生じていた場合、ダミーがシート５０に対して傾いて搭載されていたと判別することができる。

ここで、第４実施例に係るダミーを用いた計測方法と、シートに対して圧力センサを取り付けて行う計測方法（以下、「比較例に係る計測方法」と呼ぶ。）とを比較する。比較例に係る計測方法では、計測を行う毎にシートに加工が必要となり、工数負担が大きくなる傾向にある。これに対して、第４実施例に係る計測方法によれば、ダミーの表皮に圧力センサ１５を埋め込んでいるため、比較例に係る計測方法と比較して、工数負担を軽減することができる。

また、比較例に係る計測方法では、衝突試験でダミーが移動することによって、ダミーにおいて摩擦力が発生している部分を適切に判定できずに、ダミーの各部位での摩擦力の計測が困難となる。これに対して、第４実施例に係る計測方法によれば、ダミーの表皮に圧力センサ１５を埋め込んでいるため、衝突試験でダミーが移動しても、ダミーにおいて摩擦力が発生している部分を適切に判定することができ、ダミーの各部位での摩擦力を精度良く計測することができる。

なお、上記のようにダミーの腰部４１における下面部４２ａ及び背面部４２ｂにのみ圧力センサ１５を埋め込んだダミーを用いることに限定はされない。他の例では、下面部４２ａ及び背面部４２ｂだけでなく、頭部の表皮、腰部４１の側面部、及び腰部４１と大腿部との接触箇所の少なくともいずれか１つ以上に圧力センサ１５を埋め込んだダミーを用いることができる。つまり、第４実施例に対して、前述した第１実施例乃至第３実施例の少なくともいずれか１つ以上を組み合わせても良い。

また、第４実施例に係るダミーも、第１実施例で示した製作方法と同様の方法によって製作することができる。

第１実施例に係るダミーの頭部を示した概略図である。第２実施例に係るダミーの腰部を示した概略図である。第３実施例に係るダミーの腰部を示した概略図である。第４実施例に係るダミーの腰部を示した概略図である。

符号の説明

１１頭部
１２スカル部
１３弾性部材部
１５圧力センサ
２１、３１、４１腰部
５０シート

Claims

車両の衝突試験に用いられる衝突試験用ダミーであって、
圧力分布が計測可能なように、前記衝突試験用ダミーの表皮に複数の圧力センサが埋め込まれていることを特徴とする衝突試験用ダミー。
前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの頭部とカーテンシールドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の衝突試験用ダミー。
前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの腰部とサイドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の衝突試験用ダミー。
前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーにおける部位同士が接触する箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の衝突試験用ダミー。
前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの腰部と大腿部との接触箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項４に記載の衝突試験用ダミー。
前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーとシートとの接触箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の衝突試験用ダミー。
前記圧力センサより得られた圧力に基づいて、前記衝突試験用ダミーとシートとの間に働く摩擦力が算出されることを特徴とする請求項６に記載の衝突試験用ダミー。
前記圧力センサより得られた圧力に基づいて、前記シートに対する前記衝突試験用ダミーの搭載状況が判別されることを特徴とする請求項６又は７に記載の衝突試験用ダミー。