JP6370464B1 - ダミー人形用関節機構及びこれを備えたダミー人形 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で多方向への動きが可能なダミー人形用関節機構を提供する。
【解決手段】ダミー人形用関節機構１は、中空の保持部材２と、保持部材２の開口部２ａに挿通された可動部材３と、を備え、可動部材３は、保持部材２に収容された回転部３１と、回転部３１から延出する延出部３２と、を有し、延出部３２は、少なくともその先端が保持部材２の外方に位置している。回転部３１は、保持部材２の開口部２ａを通り抜け不能な大きさを有し、保持部材２に対して全方向に回転可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダミー人形用関節機構及びこれを備えたダミー人形に関する。

消防隊員など人命救助の仕事に携わる人々は、日頃より災害現場から負傷者等を救助するための救助訓練を行っており、このような救助訓練ではしばしば救助訓練用人形が用いられる。特許文献１に開示の救助訓練用人形は、人間の骨格に相当する芯材構造が樹脂製の外皮で覆われて構成されており、芯材構造の所定箇所には関節部が設けられている。例えば、頸部においては、頭部の胴部に対する左右方向への回転及び前後方向への揺動を可能とするため、頭部芯材が第一の頸部芯材に対して左右方向に回転可能に連結され、第一の頸部芯材が第二の頸部芯材に対して前後方向に回転可能に連結されている。

特開第２０１６−７５９２６号公報

特許文献１の救助訓練用人形は、人間の骨格に相当する芯材構造を外皮で覆う構成であり、構成が極めて複雑であった。また、関節部の動きが人間の関節部の動きと比較して制限される場合があった。例えば、特許文献１の頸部においては、頭部は胴部に対して左右方向への回転と前後方向への揺動が可能であるものの、左右方向へは揺動できず、左右方向への揺動を可能にするためには、このような揺動を可能にするための機構を追加する必要があり、人形全体の構成が更に複雑化してしまうとう問題があった。

本発明は、簡単な構成で多方向への動きが可能なダミー人形用関節機構及びこれを備えたダミー人形の提供を目的とする。

本発明のダミー人形用関節機構は、中空の保持部材と、前記保持部材の開口部に挿通された可動部材と、を備え、前記可動部材は、前記保持部材に収容された回転部と、前記回転部から延出する延出部と、を有し、延出部は、少なくともその先端が保持部材の外方に位置し、前記回転部は、前記保持部材の前記開口部を通り抜け不能な大きさを有し、前記保持部材に対して全方向に回転可能であることを特徴とする。

また、本発明のダミー人形は、第１部位と、前記第２部位と、前記第２部位を前記第１部位に連結する関節機構と、を備え、前記関節機構は上述のダミー人形用関節機構であり、前記保持部材は前記第１部位に埋め込まれ又は取り付けられ、前記延出部は前記第２部位に取り付けられることを特徴とする。前記第１部位及び前記第２部位は、頭部，胸部，腹部，上腕部，前腕部，手部、大腿部，下脚部，足部の何れかとすることができる。

本発明のダミー人形用関節機構によれば、回転部は保持部材に対して全方向に回転可能であるため、回転部から延出する延出部は保持部材に対して全方向に変位できる。よって、保持部材を人形の第１部位に取り付け、延出部を人形の第２部位に取り付ければ、ダミー人形の第１部位を第２部位に対して全方向に動かせるように両部位を連結することができ、簡単な構成で多方向への動きが可能な関節部を実現できる。

また、本発明のダミー人形によれば、上記のダミー人形用関節機構を有するので、関節部において人間の関節と同様の動きが可能となり、実際の救助活動に近似した救助訓練を可能にできる。

本発明の実施形態に係るダミー人形用関節機構の斜視図。 図１に示すダミー人形用関節機構の分解斜視図。 図１（ｂ）のＩＩＩーＩＩＩ線断面図。 図１に示すダミー人形用関節機構が備える延出部の動きを説明する図。 図１に示す人形用関節機構を備えたダミー人形の正面図。 図５に示すダミー人形の分解図。 図５に示すダミー人形における関節の構成を説明する図。 図５に示すダミー人形における膝関節の構成を説明する図。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係るダミー人形用関節機構及びこれを備えたダミー人形について説明する。

図１〜図３を参照して、本実施形態に係るダミー人形用関節機構（以下、「関節機構」という）１は、例えば、救助訓練等において人間の代わりに使用されるダミー人形用の関節機構であって、中空の保持部材２と、可動部材３と、付勢手段４と、を備える。関節機構１は、所定の剛性を有するものであればその材質に制限はなく、例えば金属製或いは樹脂製等とすることができる。なお、以下の説明においては便宜上、図１（ａ）における右上側及び左下側をそれぞれ関節機構１の前側及び後側と定義する。

保持部材２は、筒状の周壁２１と、周壁２１の前端部（一端部）から半径方向内方へ突出して円形状の開口部２ａを規定する内向きフランジ部２２と、周壁２１の後端部（他端部）から半径方向外方へ突出する外向きフランジ部２３と、外向きフランジ部２３の後面に着脱自在に装着されて保持部材２の底部を構成する底板部材２４と、を備え、周壁２１の前端部には開口部２ａと連通する切り欠き部２ｂが設けられている。底板部材２４の中心部にはネジ孔２４ａが設けられ、また底板部材２４の後面２４ｂには複数個の突部２５が設けられている。

可動部材３は保持部材２の開口部２ａに挿通されており、保持部材２に収容され凸状球面を有する回転部３１と、回転部３１の凸状球面から延出する棒状の延出部３２と、を有し、延出部３２は少なくともその先端が保持部材２の外方に位置している。本実施形態においては、回転部３１は球状に形成されている。回転部３１は保持部材２の開口部２ａを通り抜け不能な大きさを有し、保持部材２に対して全方向に回転可能とされている。また、回転部３１の一部は開口部２ａを介して保持部材２の外方に露出（突出）している。延出部３２は、回転部３１のうち開口部２ａから保持部材２の外方に露出した部位から回転部３１の半径方向に沿って直線状に延び、その先端には貫通孔３２ａが設けられている。また、延出部３２は回転部３１の直径よりも細く、また切り欠き部２ｂに収容可能な太さを有している。

かかる構成において、回転部３１が保持部材２に対して回転すると、延出部３２は回転部３１と一体的に揺動する。そして、延出部３２は、図１に示す様に保持部材２の長さ方向Ｄ１に沿って延びた状態から、開口部２ａの縁（内向きフランジ部２２）又は切り欠き部２ｂの縁に当接する範囲を限度として全方向に変位自在であり、このような変位（動き）には全方向への傾倒や延出部３２の長手中心軸Ｃを中心とする回転等が含まれる。また、延出部３２が切り欠き部２ｂに受け入れられることにより、図４（ａ）に示す所定方向においては、その他の方向（例えば、図４（ｂ）に示す方向）と比較して、より大きな角度で傾倒できる。

付勢手段４は、回転部３１を保持部材２の開口部２ａの縁を構成する内向きフランジ部２２に対して押圧させるものであり、保持部材２の底板部材２４のネジ孔２４ａに螺通されたネジ部材４１と、保持部材２に収容されて回転部３１とネジ部材４１の先端との間に介在するバネ部材４２及び板部材４３と、を有し、ネジ部材４１の先端が板部材４３を介してバネ部材４２を回転部３１に押圧させることにより、回転部３１は内向きフランジ部２２（開口部２ａの縁）に対して押圧される。そして、ネジ部材４１を所定の締め付け方向に回転させると、回転部３１の内向きフランジ部２２に対する押圧力は増大され、ネジ部材４１を逆方向に回転させると、回転部３１の内向きフランジ部２２に対する押圧力は低減される。

本実施形態においては、ネジ部材４１として六角穴付きネジを用い、図示しない六角レンチを六角孔４１ａに挿入して回転させることで、回転部３１の内向きフランジ部２２に対する押圧力を調整できるように構成されている。

そして、このように回転部３１の内向きフランジ部２２に対する押圧力を調整することにより、保持部材２に対する可動部材３の動きの固さを調節できる。即ち、回転部３１の内向きフランジ部２２に対する押圧力を増大させると、回転部３１と内向きフランジ部２２の間の摩擦抵抗が大きくなり、可動部材３の変位に要する力も大きくなる。一方、回転部３１の内向きフランジ部２２に対する押圧力を低減させると、回転部３１と内向きフランジ部２２の間の摩擦抵抗が小さくなり、可動部材３の変位に要する力も小さくなる。更に、当該押圧力を極めて小さくする（或いは無くす）と、可動部材３はグラグラの状態となり、少しの揺れでも自重により変位するようになる。逆に、押圧力を強固にすると、可動部材３は多少の力では変位しなくなり、延出部３２を所望の角度に維持できる。

次に、このような関節機構１を備えるダミー人形について説明する。図５及び図６を参照して、本実施形態のダミー人形５は、樹脂製の１２個の部位５０（頭部５０Ａ，胸部５０Ｂ，左上腕部５０Ｃ，右上腕部５０Ｄ，左前腕部５０Ｅ，右前腕部５０Ｆ，腹部５０Ｇ，腰部５０Ｈ、左大腿部５０Ｉ，右大腿部５０Ｊ，左下脚部５０Ｋ，右下脚部５０Ｌ）を有する。各部位５０は中空であり、部位５０同士は上述の関節機構１により連結され、１１個の関節６（首関節６Ａ，左肩関節６Ｂ，右肩関節６Ｃ，左肘関節６Ｄ，右肘関節６Ｅ，上腹関節６Ｆ，下腹関節６Ｇ，左股関節６Ｈ，右股関節６Ｉ，左膝関節６Ｊ，右膝関節６Ｋ）を構成している。

ここでは例として、頭部５０Ａと胸部５０Ｂの間の首関節６Ａ及び、胸部５０Ｂと左上腕部５０Ｃの間の左肩関節６Ｂの構成について説明するが、残りの関節６（６Ｃ〜６Ｌ）も同様に構成されている。

まず、首関節６Ａについて説明する。図７を参照して、首関節６Ａを構成する関節機構１（以下、「首関節機構１Ａ」という）は、例えば胸部５０Ｂの樹脂成形時に埋め込まれ、保持部材２が胸部５０Ｂと一体化されている。このように胸部５０Ｂに埋め込まれた首関節機構１Ａの延出部３２は、胸部５０Ｂの首部１００から上方に延び、胸部５０Ｂに対して全方向に変位可能とされている。また、胸部５０Ｂの後側（背中側）には、胸部５０Ｂの内部空間にアクセスするための窓部７ａが設けられ、窓部７ａは図示しない蓋部材により覆われている。

一方、頭部５０Ａの内部には、首関節機構１Ａの延出部３２を挿入可能な中空パイプ部材１０１（取付部材）が縦方向に設けられている。この中空パイプ部材１０１は、例えば頭部５０Ａの樹脂成形時に埋め込まれて頭部５０Ａと一体化されており、その上端部には貫通孔１０１ａが設けられている。また、頭部５０Ａの後側（後頭部側）には、頭部５０Ａの内部空間にアクセスするための窓部７ｂが設けられ、窓部７ｂは図示しない蓋部材により覆われている。

胸部５０Ｂに頭部５０Ａを連結するには、首関節機構１Ａの延出部３２を中空パイプ部材１０１へ下側から挿入し、貫通孔１０１ａ，３２ａにボルト（図示せず）を挿通させてナット（図示せず）で締め付けることにより、中空パイプ部材１０１に延出部３２を固定させれば良い。なお、このようなボルトの締め付け作業の際には窓部７ｂを利用する。

このようにして胸部５０Ｂに連結された頭部５０Ａは、胸部５０Ｂに対して全方向へ動くことができる。即ち、頭部５０Ａは、胸部５０Ｂに対して全方向（前後方向，左右方向，斜め方向を含む）へ傾倒可能であると共に、矢印Ａで示す左右方向への回転も可能であり、人間の首の動きと同様の動きを再現できる。また、ネジ部材４１を回転させることにより頭部５０Ａの胸部５０Ｂに対する動きの固さ（関節部６の動きの固さ）を調整することができる。よって、頭部５０Ａを所定角度で維持したい場合には、ネジ部材４１を強固に締め付ければ良く、ネジ部材４１を緩めれば頭部５０Ａを胸部５０Ｂに対して動かすことができる。更に、ネジ部材４１を大きく緩めれば頭部５０Ａはグラグラの状態となり、例えば気絶した人間の首の動きを再現でき、訓練等の内容に応じて関節部６の動きの固さを調整することができる。なお、このようなネジ部材４１の調整は、窓部７ａを利用して行えば良い。

また、保持部材２の底板部材２４には複数個の突部２５が設けられているので、樹脂成形時において樹脂を突部２５に絡ませることにより、保持部材２は樹脂から抜けにくくなり、ダミー人形５の耐久性を向上できる。

なお、ここでは頭部５０Ａに中空パイプ部材１０１を設け、胸部５０Ｂに首関節機構１Ａを埋め込んだ場合について説明したが、頭部５０Ａに首関節機構１Ａを埋め込み、胸部５０Ｂに中空パイプ部材１０１を設ける構成であってもよい。他の関節６においても同様に、連結される２つの部位５０のうち、何れか一方に中空パイプ部材（取付部材）を設け、他方に関節機構１を埋め込めば良い。

次に、左肩関節６について説明する。左肩関節６Ｂを構成する関節機構１（以下、「左肩関節機構１Ｂ」という）は、例えば左上腕部５０Ｃの樹脂成形時に埋め込まれ、保持部材２が左上腕部５０Ｃと一体化されている。左肩関節機構１Ｂの延出部３２は、左上腕部５０Ｃの上方部位内側から横向きに延び、左上腕部５０Ｃに対して全方向に変位可能とされている。

一方、胸部５０Ｂには、左肩関節機構１Ｂの延出部３２を挿入可能な中空パイプ部材１０２が横向きに設けられている。この中空パイプ部材１０２は、例えば胸部５０Ｂの樹脂成形時に埋め込まれて胸部５０Ｂと一体化されており、その先端部には貫通孔１０２ａが設けられている。

胸部５０Ｂに左上腕部５０Ｃを連結するには、左肩関節機構１Ｂの延出部３２を中空パイプ部材１０２へ挿入し、貫通孔１０２ａ，３２ａにボルト（図示せず）を挿通させてナット（図示せず）で締め付ければ良い。また、左上腕部５０Ｃの上方部位外側にはネジ部材４１にアクセスするための穴部７ｃが設けられており、ネジ部材４１の回転により左上腕部５０Ａの胸部５０Ｂに対する動きの固さを調整することができる。

ここで、関節によっては一方の部位５０に対する他方の部位５０の動きの範囲を制限するのが好ましい。例えば、左下脚部５０Ｋを左大腿部５０Ｉに対して全方向に変位可能にすると、膝が前方に曲がるなど、人間の膝の動きと比較して極めて不自然なものとなってしまう。そこで、左下脚部５０Ｋの動きについては、左大腿部５０Ｉに対して後方への屈折のみを許容し、その他の方向への屈折は制限させるのが好ましく、このような動きの制限は、関節機構１の取り付け方向や、左下脚部５０Ｋと左大腿部５０Ｉの形状等により実現することができる。

例えば、図８に示す様に、保持部材２の長手方向Ｄ１が左大腿部５０Ｉの前後方向Ｄ２に沿うように関節機構１を左大腿部５０Ｉの膝部分に設け、延出部３２を左下脚部５０Ｋの上部位に縦方向に設けられた中空パイプ部材１０３に挿入して固定させる。これにより、左下脚部５０Ｋは、図８に示す様に膝を伸ばした状態から後方に向かって屈折可能となるが、膝を伸ばした状態からの前方への屈折は延出部３２が保持部材２（切り欠き部２ｂの縁又は内向きフランジ２２）に当接することにより規制される。一方、膝が軸Ｃを中心に大きく回転すると不自然となることから、このような回転については左下脚部５０Ｋと左下脚部５０Ｉとの当接により規制すればよく、また前後方向以外の他の方向への屈折も同様に、左下脚部５０Ｋと左下脚部５０Ｉとの当接により規制すれば良い。

このように、本実施形態に係るダミー人形５は、部位５０同士を関節機構１で連結させて組み立てる構成であるので、人間の骨格に相当する芯材は不要であり、ダミー人形５の構成を簡素にできる。また、全ての関節６に関節機構１を共通に用いることができるので、これによってもダミー人形５の構成を簡素にできる。

可動部材３（延出部３２）は全方向への動きが可能であるので、各種の動きに対応する関節機構を複数種類設ける必要がなく、関節６の構成を簡単にできる。更に、全方向への動きが可能な可動部材３（延出部３２）を有する関節機構１を用いつつ、部位５０同士の当接により可動部材３の不要な動きを制限するので、可動部材３の動きを制限するための別個の部材を設ける必要がなく、部品点数を削減できる。

以上、本発明の実施形態に係るダミー人形用関節機構及びこれを備えるダミー人形について添付の図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。

例えば、上記実施形態においては、関節機構１を各部位５０の樹脂成形時に埋め込んで保持部材２と各部位５０とを一体化させたが、本発明はこれに限定されず、樹脂成形された各部位５０に関節機構１を後付けで装着させる構成であってもよい。

また、上記実施形態においては、ネジ部材４１と回転部３１の間にバネ部材４２と板部材４３とを介在させたが、バネ部材４２及び／又は板部材４３を省略してもよく、或いはバネ部材４２及び／又は板部材４３に代えて他の中間部材を配設してもよい。

上記実施形態においては、ダミー人形５は１１箇所に関節６を有して構成されているが、関節６が設けられる箇所はこれら１１箇所に限定されず、これらに加えて手首関節や足首関節を有して構成されてもよく、また必ずしも上記１１箇所の全てに関節６を備える必要はない。手首関節や足首関節を設ける場合には、上記１２個の部位５０に加えて、手部（左手部，右手部）や足部（左足部，右足部）を設ければ良い。

本発明のダミー人形は、災害現場等から被救助者を救助するための訓練において救助訓練用ダミー人形として利用可能である他、要介護者を介護するための介護訓練用ダミー人形や、車の衝突試験等において用いられる試験用ダミー人形としての利用も可能である。

１ ダミー人形用関節機構
２ 保持部材
２ａ 開口部
３ 可動部材
４ 付勢部材
５ ダミー人形
６ 関節
３１ 回転部
３２ 延出部
４１ ネジ部材
４２ バネ部材
５０ 部位

Claims (4)

1. 中空の保持部材と、
   前記保持部材の開口部に挿通された可動部材と、を備え、
   前記可動部材は、前記保持部材に収容された回転部と、前記回転部から延出する延出部と、を有し、
   前記回転部は、前記保持部材の前記開口部を通り抜け不能な大きさを有し、前記保持部材に対して全方向に回転可能であり、
   前記回転部の一部は前記開口部を介して前記保持部材の外方に露出し、
   前記延出部は、前記回転部の前記一部から延出して前記保持部材の外方に位置し、前記保持部材に対して全方向に傾倒可能であり、
   前記保持部材の一端側には、前記開口部に連通し前記延出部を受け入れ可能な切り欠き部が設けられ、前記保持部材の他端側には外向きフランジ部が設けられていることを特徴とするダミー人形用関節機構。
2. 前記回転部を前記保持部材の前記開口部の縁に対して押圧するための付勢手段を更に備え、
   前記付勢手段は、前記開口部の縁に対する前記回転部の押圧力を調整可能であり、
   前記外向きフランジ部には底板部材が着脱自在に装着され、
   前記付勢手段は、前記底板部材のネジ孔に螺通されたネジ部材を有し、
   前記ネジ部材を締め付け方向に回転させると前記回転部の前記開口部の縁に対する押圧力が増大し、前記ネジ部材を前記締め付け方向とは逆方向に回転させると、前記押圧力が低下し、
   前記ネジ孔は前記回転部よりも小径であることを特徴とする請求項１に記載のダミー人形用関節機構。
3. 第１部位と、第２部位と、前記第２部位を前記第１部位に連結する関節機構と、を備え、
   前記関節機構は請求項２に記載のダミー人形用関節機構であり、
   前記ネジ部材は六角穴付きネジであり、
   前記保持部材は前記第１部位に埋め込まれ又は取り付けられ、前記延出部は前記第２部位に取り付けられ、前記第１部位には前記ネジ部材にアクセスするための窓部が設けられていることを特徴とするダミー人形。
4. 胸部と、上腕部と、前記上腕部を前記胸部に連結する関節機構と、を備え、
   前記関節機構は請求項２に記載のダミー人形用関節機構であり、
   前記胸部には、前記ダミー人形用関節機構の前記延出部が挿入される中空パイプ部材が横向きに設けられ、
   前記ダミー人形用関節機構の前記保持部材は、前記延出部が前記上腕部の上方部位内側から横向きに延びるように、前記上腕部に埋め込まれ、
   前記延出部は、前記空中パイプ部材に挿入されてボルトにより固定され、
   前記上腕部の上方部位外側には前記ネジ部材にアクセスするための穴部が設けられていることを特徴とするダミー人形。

Images