JP3261250B2 - 衝突実験用ダミーの腰椎特性試験装置 - Google Patents

衝突実験用ダミーの腰椎特性試験装置

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JP3261250B2 JP04402094A JP4402094A JP3261250B2 JP 3261250 B2 JP3261250 B2 JP 3261250B2 JP 04402094 A JP04402094 A JP 04402094A JP 4402094 A JP4402094 A JP 4402094A JP 3261250 B2 JP3261250 B2 JP 3261250B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも胴部及び腰
部を有する衝突実験用ダミーの胴部背面を押圧して腰部
に対して屈曲させ、その反力を測定することにより腰椎
特性を試験する衝突実験用ダミーの腰椎特性試験装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の衝突実験等に用いられるダミー
は荷重に対する変形特性を可及的に人体に近づける必要
があり、そのために胴部を腰部に対して前方に折り曲げ
た際の腰椎特性、即ち胴部の屈曲角度に対する反力の大
きさを所定の基準に適合させる必要がある。
【0003】従来、かかる腰椎特性試験は衝突実験用ダ
ミーの腰部を固定した状態で胴部背面を押圧手段により
押圧し、その反力をロードセルで検出することにより行
っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、衝突実験用
ダミーの胴部背面を押圧すると胴部が腰部に対して前方
に屈曲するが、その際に押圧手段が胴部を押圧する荷重
を常に胴部に対して垂直に作用させる必要がある。この
ために、試験に先立って衝突実験用ダミーのセット作業
や押圧手段のセット作業に手間が掛かるばかりか、押圧
方向のずれにより測定精度に誤差が発生し易い問題があ
った。
【0005】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、衝突実験用ダミーの腰椎特性試験を容易且つ精密に
行い得る装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に記載された発明は、少なくとも胴部及び
腰部を有する衝突実験用ダミーの胴部背面を押圧して腰
部に対して屈曲させ、その反力を測定することにより腰
椎特性を試験する衝突実験用ダミーの腰椎特性試験装置
において、基台に上下位置及び前後位置調節可能に設け
られて衝突実験用ダミーの腰部を固定するセットプレー
トと、基台に左右下端を前後揺動自在に枢支されて駆動
源により駆動される揺動フレームと、揺動フレームに上
下摺動自在に支持されて駆動源により駆動される昇降テ
ーブルと、昇降テーブルに前後揺動自在に枢支された荷
重検出手段と、荷重検出手段から前方に突出して衝突実
験用ダミーの胴部背面に当接する検出ロッドとを備えた
ことを特徴とする。
【0007】また請求項2に記載された発明は、請求項
1の構成に加えて、検出ロッドを衝突実験用ダミーの胴
部背面に対して垂直に保持すべく、揺動フレームの揺動
に応じて昇降テーブルの上下位置を調整する制御手段を
備えたことを特徴とする。
【0008】また請求項3に記載された発明は、請求項
2の構成に加えて、荷重検出手段から衝突実験用ダミー
の胴部背面に対して照射したレーザー光の反射光に基づ
いて制御手段が昇降テーブルの上下位置を調整すること
を特徴とする。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
【0010】図1〜図6は本発明の一実施例を示すもの
で、図1は試験装置の全体側面図、図2は図1の2方向
矢視図、図3は図2の要部拡大図、図4は図3の4−4
線断面図、図5は図1に対応する作用の説明図、図6は
測定結果をXYプロッタに描かせたグラフである。
【0011】図1及び図2に示すように、衝突実験用ダ
ミーDは大腿部を一体に有する腰部D1 及び胸部を一体
に有する胴部D2 を備えており、胴部D2 は腰部D1
対して前方に屈曲可能に連結されている。
【0012】衝突実験用ダミーDの胴部D2 を腰部D1
に対して屈曲させることにより腰椎特性を試験する腰椎
特性試験装置Tは、床面に載置される基台1を備える。
基台1の上面に設けられた左右一対のガイドレール2,
2には、スライダ3…を介してスライドプレート4が前
後摺動自在に支持される。スライドプレート4の上面に
はセットプレート5が4本のスクリュー軸6…を介して
昇降自在に支持される。スライドプレート4はハンドル
7を回転させることにより基台1に対して前後位置調節
可能であり、またセットプレート5はハンドル8を回転
させることによりスライドプレート4に対して上下位置
調節可能である。
【0013】衝突実験用ダミーDは前方を向いた状態で
セットプレート5の上面に載置され、セットプレート5
の後端に立設した支柱9から前方に延びる固定部材10
により腰部D1 の後面を固定される。
【0014】基台1の左右両側部には一対のブラケット
11,11が設けられており、このブラケット11,1
1の上端間に概略門型をなす揺動フレーム12の左右下
端が前後揺動可能に枢支される。左側のブラケット11
には揺動フレーム12を前後揺動させる駆動源としての
揺動用モータ13が設けられ、また右側のブラケット1
1には揺動フレーム12の揺動角を検出するロータリエ
ンコーダ14が設けられる。
【0015】図3及び図4を併せて参照すると明らかな
ように、揺動フレーム12の上下2本のビーム15,1
6間を接続するように設けられた左右2本のガイドレー
ル17,17に、矩形枠状の昇降テーブル18がスライ
ダ19…を介して上下摺動自在に支持される。昇降テー
ブル18に固着したナット部材20にはスクリュー軸2
1が螺合しており、このスクリュー軸21を駆動源とし
ての昇降用モータ22で回転駆動することにより昇降テ
ーブル18が昇降駆動される。
【0016】昇降テーブル18から前方に突出する左右
一対の側板23,23間に、ロードセル支持部材24が
左右方向に延びるピン25,25を介して前後揺動可能
に枢支される。ロードセル支持部材24の中央部には荷
重検出手段としてのロードセル26が設けられる。ロー
ドセル26から前方に向かって延びる検出ロッド27の
先端には球面を有する押圧子28が設けられており、こ
の押圧子28に嵌合可能な球面を有する受け部材29が
衝突実験用ダミーDの胴部D2 背面に設けられる。
【0017】ロードセル支持部材24に設けられた角度
検出手段30は、衝突実験用ダミーDの胴部D2 背面に
設けた反射板31にレーザ光線を投光する投光器と、反
射板31からの反射光を受光する受光器とを有してお
り、衝突実験用ダミーDの胴部D2 とロードセル26と
の成す角度、即ち胴部D2 と検出ロッド27との成す角
度を検出する。
【0018】マイクロコンピュータよりなる制御装置3
2には前記ロータリエンコーダ14、ロードセル26及
び角度検出手段30からの信号が入力され、制御装置3
2はそれら信号に基づいて揺動用モータ13、昇降用モ
ータ22及びXYプロッタ33の作動を制御する。
【0019】次に、前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用を説明する。
【0020】先ず、衝突実験用ダミーDの腰部D1 をセ
ットプレート5の上部に載置して固定部材10により固
定し、胴部D2 を鉛直姿勢から前方に3°傾斜させる。
一方、揺動フレーム12の揺動角を調節し、揺動フレー
ム12に設けたガイドレール17,17のラインを鉛直
姿勢から前方に3°傾斜させる。この状態でハンドル7
を回転させてセットプレート5の前後位置を調節すると
ともにハンドル8を回転させてセットプレート5の上下
位置を調節し、これによりロードセル26の検出ロッド
27を衝突実験用ダミーDの胴部D2 に対して直交さ
せ、且つ検出ロッド27の先端の押圧子28を衝突実験
用ダミーDの胴部D2 背面に設けた受け部材29に係合
させる。
【0021】上述のようにしてセット作業が完了する
と、制御装置32からの指令により揺動用モータ13が
駆動されて揺動フレーム12が0.5°〜1.5°/秒
の角速度で前方に揺動を開始し、検出ロッド27の先端
の押圧子28が衝突実験用ダミーDの胴部D2 背面を前
方に押圧することにより、胴部D2 を腰部D1 に対して
前方に屈曲させる。このとき、角度検出手段30はロー
ドセル26の検出ロッド27と衝突実験用ダミーDの胴
部D2 との成す角度を検出し、制御装置32は前記角度
が直角に保たれるように昇降用モータ22を駆動して昇
降テーブル18を上昇させる。
【0022】即ち、衝突実験用ダミーDの胴部D2 の揺
動中心は揺動フレーム12の揺動中心Oに対して偏心し
ているため、図5から明らかなように、胴部D2 が前方
に揺動するに伴って受け部材29が描く軌跡Lは揺動フ
レーム12の揺動中心Oを中心とする円弧ではなく、前
記揺動中心Oからの距離が次第に増加するような曲線と
なる。従って、揺動フレーム12の揺動に伴って昇降テ
ーブル18を所定距離だけ上昇させれば、ロードセル支
持部材24がピン25,25で前後方向に自由に揺動可
能であることから、ロードセル26の検出ロッド27を
胴部D2 に対して常に直角に保持することができる。
【0023】上述のようにしてロードセル26の検出ロ
ッド27と衝突実験用ダミーDの胴部D2 との成す角度
を直角に保持しながら揺動フレーム12が前方に揺動す
る間、ロードセル26は衝突実験用ダミーDの胴部D2
から受ける反力の大きさを検出する。
【0024】揺動フレーム12のスタート位置からの揺
動角が40°に達すると(即ち、鉛直位置からの揺動角
が43°に達すると)、揺動フレーム12の揺動を停止
して10秒間ホールドした後、揺動フレーム12を急速
の元位置に復帰させる。
【0025】而して、その間にロータリエンコーダ14
で検出した揺動フレーム12の揺動角とロードセル26
で検出した反力との関係はXYプロッタ33から出力さ
れ(図6参照)、その特性を基準特性と比較することに
より衝突実験用ダミーDが所定の腰椎特性を持つか否か
が確認される。また、揺動フレーム12が元位置に復帰
してから3分が経過した後、衝突実験用ダミーDの胴部
2 が所定の前傾角度(0°〜12°)にあるか否かが
確認される。
【0026】上述したように、衝突実験用ダミーDを前
後動及び上下動可能なセットプレート5に固定している
ので、検出ロッド27の押圧子28と衝突実験用ダミー
Dの受け部材29とを所定の位置関係にセットする作業
を容易に行うことが可能になる。また、角度検出手段3
0により検出ロッド27と衝突実験用ダミーDの胴部D
2 との角度を検出して昇降テーブル18の上下位置を調
整しているので、揺動フレーム12の揺動角が変化して
も検出ロッド27で衝突実験用ダミーDの胴部D2 を常
に垂直に押圧することが可能となり、これにより測定精
度の向上を図ることができる。
【0027】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことが可能である。
【0028】例えば、荷重検出手段としてロードセル2
6以外の任意の手段を用いることができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載された発
明によれば、衝突実験用ダミーの腰部を固定するセット
プレートが前後動及び上下動可能であるため、荷重検出
手段の検出ロッドと衝突実験用ダミーの胴部背面とを所
定の位置関係にセットする作業を容易に行うことが可能
になる。また、揺動フレームに上下摺動自在に支持され
て駆動源により駆動される昇降テーブルに荷重検出手段
を前後揺動自在に枢支しているので、揺動フレームの揺
動角の変化に伴って昇降テーブルを昇降させることによ
り、荷重検出手段の検出ロッドを衝突実験用ダミーの胴
部背面に常に垂直に当接させることができ、これにより
測定精度の向上が可能となる。
【0030】また請求項2に記載された発明によれば、
制御手段が揺動フレームの揺動に応じて昇降テーブルの
上下位置を調整するので、検出ロッドを衝突実験用ダミ
ーの胴部背面に対して自動的に垂直に保持することがで
きる。
【0031】また請求項3に記載された発明によれば、
荷重検出手段から衝突実験用ダミーの胴部背面に対して
照射したレーザー光の反射光に基づいて昇降テーブルの
上下位置を調整するので、検出ロッドを衝突実験用ダミ
ーの胴部背面に対して精密に垂直に保持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】試験装置の全体側面図
【図2】図1の2方向矢視図
【図3】図2の要部拡大図
【図4】図3の4−4線断面図
【図5】図1に対応する作用の説明図
【図6】測定結果をXYプロッタに描かせたグラフ
【符号の説明】
1 基台1 5 セットプレート 12 揺動フレーム 13 揺動用モータ(駆動源) 18 昇降テーブル 22 昇降用モータ(駆動源) 26 ロードセル(荷重検出手段) 27 検出ロッド 32 制御装置(制御手段) D 衝突実験用ダミー D1 腰部 D2 胴部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 21/00 G01L 1/26 G01N 3/00 G01M 19/00 G01M 7/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも胴部(D2 )及び腰部
    (D1 )を有する衝突実験用ダミー(D)の胴部
    (D2 )背面を押圧して腰部(D1 )に対して屈曲さ
    せ、その反力を測定することにより腰椎特性を試験する
    衝突実験用ダミーの腰椎特性試験装置において、 基台(1)に上下位置及び前後位置調節可能に設けられ
    て衝突実験用ダミー(D)の腰部(D1 )を固定するセ
    ットプレート(5)と、 基台(1)に左右下端を前後揺動自在に枢支されて駆動
    源(13)により駆動される揺動フレーム(12)と、 揺動フレーム(12)に上下摺動自在に支持されて駆動
    源(22)により駆動される昇降テーブル(18)と、 昇降テーブル(18)に前後揺動自在に枢支された荷重
    検出手段(26)と、 荷重検出手段(26)から前方に突出して衝突実験用ダ
    ミー(D)の胴部(D 2 )背面に当接する検出ロッド
    (27)と、を備えたことを特徴とする、衝突実験用ダ
    ミーの腰椎特性試験装置。
  2. 【請求項2】 検出ロッド(27)を衝突実験用ダミー
    (D)の胴部(D2)背面に対して垂直に保持すべく、
    揺動フレーム(12)の揺動に応じて昇降テーブル(1
    8)の上下位置を調整する制御手段(32)を備えたこ
    とを特徴とする、請求項1記載の衝突実験用ダミーの腰
    椎特性試験装置。
  3. 【請求項3】 荷重検出手段(26)から衝突実験用ダ
    ミー(D)の胴部(D2 )背面に対して照射したレーザ
    ー光の反射光に基づいて制御手段(32)が昇降テーブ
    ル(18)の上下位置を調整することを特徴とする、請
    求項2記載の衝突実験用ダミーの腰椎特性試験装置。
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