JP5240986B2 - 人体模型の骨盤アセンブリー - Google Patents

Description

本発明は車両シートの着座感評価用人体模型の骨盤アセンブリーに係り、より詳しくは、太ももの位置または角度の変化に応じて、骨盤及び腰椎の姿勢が変化する人間の骨格または関節の特性を反映した人体模型の骨盤アセンブリーに関する。

このような人体模型は、シートに座った人間の姿勢を正確に反映することができなければならない。特に、シートに座った状態での安らかさまたは不便さを決める重要な要素である脊椎に関連した人間の骨格、関節の構造は、必ず人体模型に反映される必要がある。ちなみに、脊椎の姿勢は骨盤の角度に影響を受け、また骨盤の角度は太ももの位置に影響を受けるという事実に注目する必要がある。
図１及び図２はシートに座った人間の脊椎姿勢を示す図である。

図１に示すように、太もも１が水平状態より下向きになる場合、骨盤２が前方に回転し、脊椎、特に腰椎３は、前方に、すなわち腹部側に反った形状になる。
一方、図２に示すように、太もも１の位置が水平状態より上向きになる場合、骨盤２が後方に回転し、腰椎３は後方に反った形状になる。一方、腰椎３に比べ、太もも１の角度変化による胸椎４の形状の変化が少なく、脊椎の姿勢は首５の姿勢にも影響を及ぼす。

搭乗客がシートに着座するとき、クッションの角度は太ももの角度に直接的に影響を及ぼす。そして、太ももの角度ないし位置の変化は、前述したように、骨盤の角度及び腰椎の形状に影響を及ぼし、結果として搭乗客のシート着座姿勢に影響を及ぼすことになる。よって、車両シートの着座感評価用人体模型において、太ももの位置または角度の変化による脊椎姿勢の変化を反映するための骨盤アセンブリーが必要であると言える。
特開２００６−１６７３１３号公報

本発明は、太ももの位置または角度の変化に応じて、脊椎、特に腰椎の姿勢が変化する人間の骨盤関節部の特性を反映した人体模型の骨盤アセンブリーを提供することをその目的とする。

前記目的を達成するための本発明による人体模型の骨盤アセンブリーは、腰椎（３０）の下端が連結された骨盤プレート（２０）、及び骨盤プレート（２０）の下部に設置され、太ももバー（１０）の動きを骨盤プレート（２０）に伝達する骨盤ユニット、を含んでなる人体模型の骨盤アセンブリーであって、骨盤ユニットは、太ももバー（１０）の上端が固定され、太ももバー（１０）の水平及び垂直方向への回動を許容するヒップジョイント（４０）と、ヒップジョイント（４０）に一端が水平方向に固定され、太ももバー（１０）が水平状態より上向きあるいは下向きに回動する際に、ヒップジョイント（４０）とともに垂直方向に回転する回転軸（６０）と、回転軸（６０）の他端に設置され、回転軸（６０）の回転運動を骨盤プレート（２０）に伝達して、少なくとも骨盤プレート（２０）の垂直方向角度を変化させる骨盤角度調節部材と、を含むことを特徴とする。

骨盤角度調節部材は、回転軸（６０）の他端に中央部が連結され、回転軸（６０）の回転時にシーソー運動をする前方レバー部（７１）及び後方レバー部（７２）を備えるシーソーレバー（７０）、及び、前方及び後方レバー部（７１、７２）にそれぞれ設置され、下端は、前方及び後方レバー部（７１、７２）に固定され、上端は骨盤プレート（２０）に連結される一対のスプリング部材（１００、２００）を含むことを特徴とする

一対のスプリング部材（１００、２００）のテンションまたは長さの調節ができるように、骨盤プレート（２０）上には一対の調節ボルト（１３０、２３０）が設置されることを特徴とする。

回転軸（６０）の他端には、回転軸（６０）の回転角を検出する角度センサー（９０）が設けられることを特徴とする。

ヒップジョイント（４０）は、回転軸（６０）の一端が固定されるボディー（４１）と、ボディー（４１）に回転可能に結合され、太ももバー（１０）の上端が固定される垂直回転軸（４３）とを含むことを特徴とする。

骨盤ユニットは、骨盤プレート（２０）の下部の左右両側で左右の太ももバー（１０）にそれぞれ連結され、骨盤プレート（２０）の上下方向角度は左右の太ももバー（１０）の動きによって個別に変化することができることを特徴とする。

本発明による人体模型の骨盤アセンブリーは、太ももの位置または角度の変化に応じて骨盤角度を変化させることができるため、太ももの位置または角度の変化に応じて脊椎の姿勢を変化させることが可能になる。このような骨盤アセンブリーは、人間の骨盤関節部に極めて類似するものである。

以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例による人体模型の骨盤アセンブリーについて詳しく説明する。

図３は本発明の実施例による骨盤アセンブリーが適用された人体模型の概略図である。
人体模型は、人間と同様に、四肢、脊椎３０、３１、首・頭３２を備えている。図３に円で表示する“Ａ”部分は、人間の骨盤関節部に相当する骨盤アセンブリーである。
人体模型の肩部位と骨盤プレート２０を連結するロッド３３は、人体模型の姿勢、特に脊椎３０、３１の姿勢変化を一定範囲内に制限するための姿勢制限ロッドである。ロッド３３が肩と骨盤プレート２０を連結した状態で、骨盤プレート２０の角度が変化すれば、脊椎、特に腰椎３０の角度が一定範囲内で変化する。骨盤プレート２０の角度変化は太ももバー１０の角度変化に関連する。

以下、図４及び図５を参照して骨盤アセンブリーの構造について具体的に説明する。
本実施例による骨盤アセンブリーは、骨盤プレート２０と、太ももバー１０の位置変化を骨盤プレート２０に伝達する骨盤ユニットを備えている。
ロッド３３の下端は骨盤プレート２０に連結される。図４に示していないが、腰椎３０の下端も骨盤プレート２０に連結される。骨盤プレート２０の角度変化に応じて、脊椎、特に腰椎３０の形状が変化する。

骨盤プレート２０は、水平に設置された平板であって、太ももバー１０の動きによって腰椎３０の形状が変化するようにする媒介の役目をする。
骨盤プレート２０の下部の左右両側にはそれぞれ骨盤ユニットが設置されるが、以下、一方の骨盤ユニットについてのみ説明する。
骨盤ユニットは、ヒップジョイント４０、回転軸６０、骨盤角度調節部材としてシーソーレバー７０とスプリング部材１００、２００などで構成され、ヒップジョイント４０を介して太ももバー１０を連結して、太ももバー１０が、水平状態より上向きあるいは下向きになる垂直方向変化をすると、それに応じて、骨盤プレート２０の後端部あるいは前端部を上げる。

ヒップジョイント４０は、太ももバー１０の水平方向及び垂直方向への動きを許容するための部材であって、太ももバー１０の上端がヒップジョイント４０に連結され、太ももバー１０と直角をなす方向に、回転軸６０がヒップジョイント４０と結合される。より具体的に説明すれば、回転軸６０の一端がヒップジョイント４０のボディー４１に固定されている。これにより、太ももバー１０が水平状態より上向きあるいは下向きに回動すると、回転軸６０とともにヒップジョイント４０が回転できる。また、ヒップジョイント４０のボディー４１に支持プレート４２を介して回転可能に設置された垂直回転軸４３に太ももバー１０の上端が固定されているので、太ももバー１０の水平方向に回動することができる。

ヒップジョイント４０の内側には、回転軸６０が通過するジョイントハウジング５０が配置される。回転軸６０とジョイントハウジング５０との間にはベアリング５１が介在しているので、回転軸６０の回転にもかかわらず、ジョイントハウジング５０は動かない。このようなジョイントハウジング５０は、ヒップジョイント４０とともに回転する回転軸６０を支持する機能を有する。
回転軸６０は、水平方向に設置され、その一端はヒップジョイント４０に連結され、他端にはシーソーレバー７０が連結される。回転軸６０は、ヒップジョイント４０の回転時に一緒に回転し、このような回転軸６０の回転動作は、骨盤角度調節部材、より直接的にはシーソーレバー７０に伝達される。

骨盤角度調節部材は、回転軸６０の回転動作によって骨盤プレート２０の垂直方向角度を調節するための部材であって、シーソーレバー７０とスプリング部材１００、２００で構成される。
シーソーレバー７０は、回転軸６０が通過する中央部７０ａと、この回転軸６０を基準に、前方に配置される前方レバー部７１と、後方に配置される後方レバー部７２とから構成される。回転軸６０は中央部７０ａを貫いて固定され、回転軸６０の回転時、シーソーレバー７０はシーソー運動をし、そのシーソー運動はスプリング部材１００、２００に伝達される。

スプリング部材１００、２００は、下端連結具１１０、２１０を介して前方レバー部７１と後方レバー部７２にそれぞれ垂直に設置される。スプリング部材１００、２００のハウジング１０１、２０１の内部にはスプリング（図示せず）が設けられ、ハウジング１０１、２０１の上端には、スプリングの圧縮及び圧縮解除が可能なように、上端連結具１２０、２２０が設置される。上端連結具１２０、２２０が加圧されれば、ハウジング１０１、２０１の内部のスプリングは圧縮され、上端連結具１２０、２２０による加圧力が解除されれば、スプリングは原状に復帰することができる。

一方、スプリング部材１００、２００の上端、特にハウジング１０１、２０１の上端は骨盤プレート２０に固定され、骨盤プレート２０の上面には、上端連結具１２０、２２０の加圧及び加圧解除が可能なように、調節ボルト１３０、２３０が設置される。左右の太ももバー１０に対してそれぞれ一つずつのシーソーレバー７０が設置されるので、合計四つの調節ボルト１３０、２３０が骨盤プレート２０上に設置される。

回転軸６０は、シーソーレバー７０を通過してシーソーレバー７０の外部に露出している。この露出した回転軸６０には、センサーホルダー８０によって支持される角度センサー９０が軸方向に連結される。角度センサー９０の先端は回転軸６０に結合され、回転軸６０の回転時に、その回転量を検出することができる。センサーホルダー８０と回転軸６０との間にはベアリング９０が設けられる。

本発明による人体模型は、車両シートの着座感を評価するためのもので、新たに開発されるシートに、人間の代わりに乗せられ、シートの安らかさまたは不便さを評価するためのデータを得る場合に適用可能である。

太ももの位置が骨盤及び脊椎姿勢に及ぶ影響を説明するためのもので、太もも先端が水平状態より下向きになる場合の側面図である。 太ももの位置が骨盤及び脊椎姿勢に及ぶ影響を説明するためのもので、太もも先端が水平状態より上向きになる場合の側面図である。 本発明の一実施例による骨盤アセンブリーが適用される人体模型の概略図である。 図３のＡ部で表示する骨盤アセンブリー部位を拡大して示す概略図である。 図４に示す骨盤アセンブリーの概略分解図である。

１；太もも
２；骨盤
３；腰椎
４；胸椎
５；首
１０；太ももバー
２０；骨盤プレート
３０；腰椎
３１；胸椎
３２；首
３３；ロッド
４０；ヒップジョイント
４１；ボディー
４２；支持プレート
４３；垂直回転軸
５０；ジョイントハウジング
５１、８１；ベアリング
６０；回転軸
７０；シーソーレバー（骨盤角度調節部材）
７０ａ；（シーソーレバーの）中央部
７１、７２；レバー部
８０；センサーホルダー
９０；角度センサー
１００、２００；スプリング部材（骨盤角度調節部材）
１０１，２０１；（スプリング部材の）ハウジング
１１０、２１０；下端連結具
１２０、２２０；上端連結具
１３０、２３０；調節ボルト

Claims (6)

1. 腰椎（３０）の下端が連結された骨盤プレート（２０）、及び
   前記骨盤プレート（２０）の下部の左右両側に設置され、太ももバー（１０）の動きを前記骨盤プレート（２０）に伝達する骨盤ユニット、を含んでなる人体模型の骨盤アセンブリーであって、
   前記骨盤ユニットは、
   太ももバー（１０）の上端が固定され、前記太ももバー（１０）の水平方向及び垂直方向への回動を許容するヒップジョイント（４０）と、
   前記ヒップジョイント（４０）に一端が水平方向に固定され、前記太ももバー（１０）が水平状態より上向きあるいは下向きに回動する際に、前記ヒップジョイント（４０）とともに垂直方向に回転する回転軸（６０）と、及び
   前記回転軸（６０）の他端に設置され、前記回転軸（６０）の回転運動を前記骨盤プレート（２０）に伝達して、少なくとも前記骨盤プレート（２０）の垂直方向角度を変化させる骨盤角度調節部材と、
   を含むことを特徴とする人体模型の骨盤アセンブリー。
2. 前記骨盤角度調節部材は、
   前記回転軸（６０）の他端に中央部が連結され、前記回転軸（６０）の回転時にシーソー運動をする前方レバー部（７１）及び後方レバー部（７２）を備えるシーソーレバー（７０）、及び
   前記前方及び後方レバー部（７１）、（７２）にそれぞれ設置され、下端は前記前方及び後方レバー部（７１）、（７２）に固定され、上端は前記骨盤プレート（２０）に連結される一対のスプリング部材（１００）、（２００）、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の人体模型の骨盤アセンブリー。
3. 前記一対のスプリング部材（１００）、（２００）のテンションまたは長さの調節ができるように、前記骨盤プレート（２０）上には一対の調節ボルト（１３０）、（２３０）が設置されることを特徴とする請求項２に記載の人体模型の骨盤アセンブリー。
4. 前記回転軸（６０）の他端には、前記回転軸（６０）の回転角を検出する角度センサー（９０）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の人体模型の骨盤アセンブリー。
5. 前記ヒップジョイント（４０）は、前記回転軸（６０）の一端が固定されるボディー（４１）と、前記ボディー（４１）に回転可能に結合され、前記太ももバー（１０）の上端が固定される垂直回転軸（４３）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の人体模型の骨盤アセンブリー。
6. 前記骨盤ユニットは、前記骨盤プレート（２０）の下部の左右両側に設けられて、それぞれ前記ヒップジョイント４０を介して前記太ももバー（１０）を連結して、前記太ももバー１０が水平状態より上向きあるいは下向きになる垂直方向変化をすると、それに応じて、前記骨盤プレート２０の後端部あるいは前端部を上げることを特徴とする請求項１に記載の人体模型の骨盤アセンブリー。

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