JP4226367B2 - 歩行者保護試験用脚部衝撃子 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歩行者保護試験用脚部衝撃子に関し、これを車両前部等に衝突させて脚部衝撃子に加わる負荷状況から車両前部等の歩行者脚部の加害性を判定するするものである。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】
従来の歩行者保護試験用脚部衝撃子を図８で示す。
【０００３】
従来の歩行者保護試験用脚部衝撃子は図８で示すように、金属の円筒体５２、５３よりなる大腿部５０と下腿部５１とを金属曲げ・剪断機構の膝部５４で連結し、大腿部５０の円筒体５２内の長手方向に膝部剪断部材５７が挿通され、大腿部５０の円筒体５２の膝部５４の近傍に膝部剪断部材５７の振動防止部材５５が取り付けられ、下腿部５１の円筒体５３には加速度計５６が内蔵された構造である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の歩行者保護試験用脚部衝撃子は大腿部５０と下腿部５１は人体の大腿部や下腿部の持つ曲げ変形特性を忠実に再現することができず、また、膝部５４においても、強固な金属曲げ部を構成しており、人体の膝部の持つ曲げ特性を忠実に再現することができず、膝部接触面間に加わる圧縮荷重等を計測することができないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、大腿部と下腿部及び膝部の曲げ変形を可能とし、人体の持つ曲げ特性を忠実に再現する生体忠実度の高い歩行者保護試験用脚部衝撃子を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明は、請求項１に記載の通り、車両が歩行者に衝突したときに加わる負荷状況から歩行者脚部への加害性を判定する歩行者保護試験用脚部衝撃子であって、屈曲可能な膝部と、この膝部に連結した所要長さの大腿部及び下腿部とからなり、前記大腿部及び下腿部は環状の骨部外形部材が長手方向に複数個で相連され曲げ変形可能な円筒体を構成し、この円筒体内には長手方向に複数個の歪みゲージが取り付けられた曲げ変形可能な骨部心材が挿通され前記骨部外形部材と圧着固定されており、前記各骨部外形部材のそれぞれには、この骨部外形部材に生じる加速度を計測する加速度計が取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
上記の目的を達成する本発明は、請求項２に記載の通り、上記骨部外形部材と骨部心材との間には衝撃を緩和する緩衝材を介在していることを特徴とするものである。
【０００８】
上記の目的を達成する本発明は、請求項３に記載の通り、上記骨部心材は平板形状とし、曲げの方向性を一方向に抑制するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記の目的を達成する本発明は、請求項４に記載の通り、上記膝部は大腿部側膝部材と下腿部側膝部材とが接触面で接触され、かつ靱帯拘束機構とし、前記大腿部側膝部材と下腿部側膝部材に靱帯拘束機構の変位量を計測する変位量計測器計を備え、前記接触面には接触面に加わる圧縮荷重を計測する圧縮荷重計を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１及び図２において、１は大腿部、２は下腿部であり、この大腿部１と下腿部２は屈曲可能な膝部３に連結されている。前記膝部３の構造は後述するが、大腿部側膝部材３ａと下腿部側膝部材３ｂで構成されている。前記大腿部１と下腿部２の構造は同一であるので、その一方を代表して説明する。尚、屈曲可能な膝部３との連結部における大腿部１と下腿部２では骨部外形部から万一衝撃によって抜け落ちることを防止する連結プレート１０が備わっている。同連結プレート１０による連結構造の他にワイヤ方式などの飛散防止形態でもよい。
【００１１】
図１及び図２で示すように、金属よりなる環状の骨部外形部材４が長手方向に複数個で相連され曲げ変形可能な円筒体を構成している。この各骨部外形部材４間は緩衝材５を介在してており外周の一部には図略の加速度計の取り付け部６が形成されている。また、各骨部外形部材４は後述する骨部心材１４に止める飛散防止ピン１１により飛散を防止している。尚、前記緩衝材５は軟質ゴムあるいは軟質樹脂などが適当である。
【００１２】
前記環状の骨部外形部材４を複数個で相連して構成されている曲げ変形可能な円筒体内には図３及び図４で示すように骨部心材１４が挿通されている。この骨部心材１４は曲げ変形可能な材質はＦＲＰ、グラスファイバ、抗張力繊維（ケブラー）等の丸棒でも良いが、曲げの方向性を一方向に抑制する方が好ましいので図５で示すように平板形状を用い、平板面の長手方向の全長に渡って複数個の歪みゲージ１７が一定の間隔で取り付けられている。尚、骨部心材１４は必ず平板形状に限定するものではなく、曲げの方向性を一方向に抑制する形状であればよい。
【００１３】
前記骨部心材１４は図５で示すように、ノックピン穴１６があけられており、その両端部に前記円筒体を構成している長手方向両端の環状の骨部外形部材４にあけられているノックピン穴１８にノックピン１１を挿入して取り付けられている。尚、ノックピン１１による取り付け構造の他にキー溝構造や接着でもよい。
【００１４】
前記環状の骨部外形部材４の内部には図３及び図４で示すように、半円に２分割された圧着負荷部材１３が環状の骨部外形部材４を半径方向に貫通したねじ軸等の圧着負荷部品１２よって前記骨部心材１４に緩衝材１５を介して圧着（圧着構造の他に骨部心材１４にゴムを巻いても良い）されている。この緩衝材１５も軟質ゴムあるいは軟質樹脂などが適当である。
【００１５】
次に膝部３の構造を図６及び図７により説明する。前述のように膝部３は大腿部側膝部材３ａと下腿部側膝部材３ｂで構成されている。この大腿部側膝部材３ａには屈曲を可能とする曲面部２４が形成されており、この曲面部と下腿部側膝部材３ｂとの間には接触面板８ａとこれを支持する接触面支持板８ｂとが介装されており、前記接触面支持板８ｂと下腿部側膝部材３ｂとの間には圧縮荷重計９を配置している。
【００１６】
前記大腿部側膝部材３ａと下腿部側膝部材３ｂとは膝部側部副靱帯７と膝部十字靱帯１９で連繋した靱帯拘束機構を構成している。この膝部側部副靱帯７と膝部十字靱帯１９は人体の靱帯と同様な伸縮性を有するワイヤロープあるいは樹脂ロープ状のものが適当である。または、図７に示すように、膝部靱帯伸び特性調整のバネ２３にて膝部の伸びを表現してもよい。
【００１７】
前記大腿部側膝部材３ａには膝部側副靱帯変位計測器格納部２０ａが、前記下腿部側膝部材３ｂには膝部十字靱帯変位計測器格納部２０ｂが形成されており、膝部側副靱帯変位計測器格納部２０ａには膝部側副靱帯変位計測器２１ａが、膝部十字靱帯変位計測器格納部２０ｂには膝部十字靱帯変位計測器２１ｂが格納されている。そして、大腿部側膝部材３ａ側の膝部側副靱帯変位計測器２１ａはケーブル２２ａにより下腿部側膝部材３ｂに接続され、下腿部側膝部材３ｂ側の膝部十字靱帯変位計測器２１ｂはケーブル２２ｂにより大腿部側膝部材３ａに接続されている。
【００１８】
前記大腿部１と下腿部２の長手方向の長さは２４０ｍｍ以上、膝部３の長手方向の長さは２００ｍｍ未満とすることが望ましい。
【００１９】
本発明は大腿部１及び下腿部２を車両前面部又はその他の部位に衝突させ、大腿部１及び下腿部２に加わる負荷状況から車両前面部又はその他の部位の歩行者脚部への加害性を判定するものであるが、本発明は上記の通りの構造であるから、大腿部１及び下腿部２は丁度人体の脊柱のように環状の骨部外形部材４が椎骨に相当し、各骨部外形部材４間に介装されている緩衝材５は椎間板に相当し、人体の大腿部及び下腿部の持つ曲げ特性を忠実に再現する。また、緩衝材５は骨部外形部材４の衝突を緩和し、骨部外形部材４間の衝突による骨部心材１４の破損を防止する。
【００２０】
また、膝部３は膝部靱帯拘束機構の変位量を計測可能な機能を有する構造としたことにより膝部各靱帯に発生する変位を詳細に把握することが可能となった。さらに、膝部接触面（接触面板８ａ、接触面支持板８ｂ）に加わる圧縮荷重を計測可能な構造としたことにより膝部接触面に加わる圧縮荷重を把握することが可能となった。
【００２１】
また、膝部３の長手方向の長さは２００ｍｍ以上とすることにより大腿部１においても、その長手方向の長さは２４０ｍｍ未満の長い曲げ変形領域を確保することを可能とする。
【００２２】
さらに、膝部３と大腿部１及び下腿部２の結合構造、骨部心材１４の抜け防止構造、環状の骨部外形部材４の飛散防止構造により衝撃試験時に全体が飛散分解することなく形態が保持される。
【００２３】
尚、本発明は歩行者保護試験用の他に衝突ダミーに用いることも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、大腿部と下腿部は人体の大腿部や下腿部の持つ曲げ変形特性を忠実に再現することができ、また、膝部においても、人体の膝部の持つ曲げ特性を忠実に再現することができ、かつ膝部接触面間に加わる圧縮荷重等を計測することができるので生体忠実度の高い状態の基に車両の衝突による歩行者脚部の加害性を精密に判定を可能とする利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明脚部衝撃子の前面図
【図２】本発明脚部衝撃子の側面図
【図３】本発明脚部衝撃子の底面図
【図４】本発明脚部衝撃子の断面図
【図５】骨部心材と環状の骨部外形部材との組立斜視図
【図６】膝部構造を示す前面図
【図７】膝部構造を示す前面図
【図８】従来の歩行者保護試験用脚部衝撃子の前面図
【符号の説明】
１ 大腿部
２ 下腿部
３ 膝部
３ａ 大腿部側膝部材
３ｂ 下腿部側膝部材
４ 骨部外形部材
５ 緩衝材
６ 加速度計の取り付け部
７ 膝部側部副靱帯
８ａ 接触面板
８ｂ 接触面支持板
９ 圧縮荷重計
１０ 連結プレート
１１ ノックピン
１２ 圧着負荷部品
１３ 圧着負荷部材
１４ 骨部心材
１５ 緩衝材
１６ ノックピン穴
１７ 歪みゲージ
１８ ノックピン穴
１９ 膝部十字靱帯
２０ａ 膝部側副靱帯変位計測器格納部
２０ｂ 膝部十字靱帯変位計測器格納部
２１ａ 膝部側副靱帯変位計測器
２１ｂ 膝部十字靱帯変位計測器
２２ａ ケーブル
２２ｂ ケーブル
２３ 膝部靱帯伸び特性調節用のバネ
２４ 曲面部
５０ 大腿部
５１ 下腿部
５２ 円筒体
５３ 円筒体
５４ 膝部
５５ 振動防止部材
５６ 加速度計
５７ 膝部剪断部材

Claims (4)

  1. 車両が歩行者に衝突したときに加わる負荷状況から歩行者脚部への加害性を判定する歩行者保護試験用脚部衝撃子であって、屈曲可能な膝部と、この膝部に連結した所要長さの大腿部及び下腿部とからなり、前記大腿部及び下腿部は環状の骨部外形部材が長手方向に複数個で相連され曲げ変形可能な円筒体を構成し、この円筒体内には長手方向に複数個の歪みゲージが取り付けられた曲げ変形可能な骨部心材が挿通され前記骨部外形部材と圧着固定されており、前記各骨部外形部材のそれぞれには、この骨部外形部材に生じる加速度を計測する加速度計が取り付けられていることを特徴とす歩行者保護試験用脚部衝撃子。
  2. 骨部外形部材と骨部心材との間には衝撃を緩和する緩衝材を介在していることを特徴とする請求項１に記載の歩行者保護試験用脚部衝撃子。
  3. 骨部心材は平板形状とし、曲げの方向性を一方向に抑制するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の歩行者保護試験用脚部衝撃子。
  4. 膝部は大腿部側膝部材と下腿部側膝部材とが接触面で接触され、かつ靱帯拘束機構とし、前記大腿部側膝部材と下腿部側膝部材に靱帯拘束機構の変位量を計測する変位量計測器計を備え、前記接触面には接触面に加わる圧縮荷重を計測する圧縮荷重計を備えていることを特徴とする請求項１に記載の歩行者保護試験用脚部衝撃子。
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