JP6788720B2 - 擬人試験装置用パッドアセンブリ - Google Patents
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関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１１月１日に出願された米国仮特許出願第62/754,137号の優先権及び全ての利益を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる
本出願は、２０１８年１１月１日に出願された米国仮特許出願第62/754,137号の優先権及び全ての利益を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる
本発明は、概して、擬人（anthropomorphic）試験装置に関し、より詳細には、擬人試験装置用のパッドアセンブリに関する。
過去数十年間、車両が衝突安全性に関して連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）に適合できるように、車両開発に関連して、擬人試験装置（ＡＴＤｓ）（「衝突試験ダミー」とも呼ばれる）が衝突試験に利用されてきた。
これらの擬人試験装置は、車両に乗っている運転者及び乗客の安全を向上させることを目的として、測定及び評価することができる衝突状態に対する人間のような応答をシミュレートすることができるように組み立てられた種々の生体力学的構成要素を含む。
一般に擬人試験装置に含まれる１つの生体力学的構成要素は、パッドアセンブリ、典型的には、左パッドアセンブリ及び右パッドアセンブリであり、これらはそれぞれ、脊椎アセンブリ／ネックアセンブリに隣接してＡＴＤ上に配置され、一般的に鎖骨アセンブリ及びアームアセンブリ上に位置する（seated）。左右のパッドアセンブリは、典型的には、脊椎アセンブリ／ネックアセンブリに隣接するネック領域、ネック領域から延びて鎖骨アセンブリ上に位置する鎖骨ベースアセンブリ、及び、鎖骨ベースアセンブリから延びてアームアセンブリ上に位置する、時には横方向部分と呼ばれる、アーム部分を含む。従来のパッドアセンブリ（図２〜５参照、これらは図１の擬人試験装置に結合され得る）は、典型的には、衝突試験シミュレーションの間、人間の肩の応答をシミュレートするように成形され且つ重くされるように設計されたパッドアセンブリの幾何学的設計を持つ、単一ピースとして且つ単一の低剛性材料として形成されている。これらの衝突試験シミュレーションの間、擬人試験装置は、車両座席上に配置され、肩ベルト部分を有するシートベルトが、人間が典型的には車両に拘束される方法で擬人試験装置を拘束するために使用される。肩ベルト部分は、パッドアセンブリのネック領域に隣接して位置している。
２０１８年のTylkoらによる最近の研究（非特許文献１）では、単一の低剛性ピースとして形成されたパッドアセンブリを有する擬人試験装置の衝突試験中、シートベルトの肩ベルト部分が、衝突試験の前に適切に配置されていた（図３及び４参照）のだが、衝突試験後に、相対的に滑り、それぞれのパッドアセンブリとネックアセンブリ／脊椎アセンブリとの間に挟み込まれる（entrapped）（図５参照）ことが発見された。この肩ベルト部分の挟み込みは、衝突試験中にこれらのパッドアセンブリを有する擬人試験装置からの非人間的な応答出力を引き起こす。このような非人間的な応答の例は、下頸部における前後方向及び横方向のせん断荷重の増加、それぞれの鎖骨アセンブリの内側及び外側部分における前後方向の荷重の減少、並びに、（肩ベルトが左又は右パッドアセンブリを横切って配置される場合に依存して）左上及び右下の象限又は左下及び右上の象限における前後方向の胸部のたわみの減少を含む。本開示は、この問題に取り組むためのパッドアセンブリを提供する。
Tylko, S., Tang, K.,Giguere, F., Bussieres, A., Effects of Shoulder‐belt Slip on the Kinetics andKinematics of the THOR, Proceedings of International Research Council on theBiomechanics of Injury (IRCOBI), Athens, Greece, 12 - 14 September 2018
本開示は、擬人試験装置又は衝突試験ダミー用のパッドアセンブリに関する。
擬人試験装置は、脊椎アセンブリと；
脊椎アセンブリの反対側の側部に結合され且つそこからそれぞれ延びる一対の鎖骨アセンブリと；一対のアームであって、一対のアームのうちのそれぞれのアームが一対の鎖骨アセンブリのうちの対応するそれぞれの鎖骨アセンブリに結合される、一対のアームと；脊椎アセンブリのうちの１つに取り付けられ且つアームのうちの１つに隣接して位置決めされ、第１の熱硬化性材料から形成される、鎖骨部分、及び鎖骨部分に取り付けられ且つ鎖骨部から脊椎アセンブリに隣接する位置まで延び、第１の熱硬化性材料とは異なる第２の熱硬化性材料から形成される、ネック部分を有する、少なくとも１つのパッドアセンブリであって、ネック部分は鎖骨部分より硬い、少なくとも１つのパッドアセンブリと；を有する。
脊椎アセンブリの反対側の側部に結合され且つそこからそれぞれ延びる一対の鎖骨アセンブリと；一対のアームであって、一対のアームのうちのそれぞれのアームが一対の鎖骨アセンブリのうちの対応するそれぞれの鎖骨アセンブリに結合される、一対のアームと；脊椎アセンブリのうちの１つに取り付けられ且つアームのうちの１つに隣接して位置決めされ、第１の熱硬化性材料から形成される、鎖骨部分、及び鎖骨部分に取り付けられ且つ鎖骨部から脊椎アセンブリに隣接する位置まで延び、第１の熱硬化性材料とは異なる第２の熱硬化性材料から形成される、ネック部分を有する、少なくとも１つのパッドアセンブリであって、ネック部分は鎖骨部分より硬い、少なくとも１つのパッドアセンブリと；を有する。
ネック部分が鎖骨部分よりも硬いように形成された少なくとも１つのパッドアセンブリは、ネック部分及び鎖骨部分が、単一の一体化された低剛性パッドアセンブリとして同じ熱硬化性材料から形成されているパッドアセンブリから形成されたパットアセンブリと比較して、衝突試験中にシートベルトの肩ベルト部の挟み込み（entrapment）を低減又は排除しながら、擬人試験装置に対して人間のような応答を提供するように構成されている。
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面と共に取られた後の説明を読んだ後、本発明がよりよく理解されるにつれて、容易に理解されるであろう。
図面を参照すると、擬人試験装置又は衝突試験ダミーの一部は、概して１２として示され、これは、少なくとも１つのパッドアセンブリ、典型的には、一対のパッドアセンブリを含む（一対のパッドアセンブリ４０、４２、特に一対のパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂは、図１Ａ〜１Ｄに示されている）。また、図１４は、例示的実施形態に従って形成される少なくとも１つのパッドアセンブリを含む、擬人試験装置１２の仮想形態を生成し、評価するためのシステム１０００を示す。
擬人試験装置１２は、５０パーセンタイル（５０％）の男性タイプである。この擬人試験装置１２は、主として、成人の前席及び後席乗員に対する自動車の内装（interiors）及び拘束システムの性能を試験するために使用される。擬人試験装置１２のサイズ及び重量は、身体計測学的（anthropometric）研究に基づいており、これらの研究は、典型的には、ミシガン大学交通研究所（ＵＭＴＲＩ）、米軍人体計測調査（ＡＮＳＵＲ）、及び一般の欧米人の表面人体計測リソース（ＣＥＳＡＲ）によって別個に行われている。動作範囲、重心、及びセグメント質量は、身体計測データによって定義されるヒト被験者のものをシミュレートしていることを理解されたい。
擬人試験装置１２は、ヘッドアセンブリ（図３〜５において１４として示される）を含む。また、擬人試験装置１２は、ヘッドアセンブリ１４に取り付けられ、ヘッドアセンブリ１４から延びるネックアセンブリ１６を含む。また、擬人試験装置１２は、ネックアセンブリ１６に取り付けられた上端部と、擬人試験装置１２の胴部領域内に延びる下端部とを有する、概して１８で示される脊椎（spine）アセンブリを含む。ネックアセンブリ１６は、ネックアセンブリ１６が、概して、ヒトにおける脊椎アセンブリ１８の頚椎部分に対応するという点で、脊椎アセンブリ１８の一部と考えられ得る。肋骨アセンブリ２０もまた、脊椎アセンブリ１８に結合されて示されている。胸部プレート３５が肋骨アセンブリ２０に結合されている。
また、擬人試験装置１２は、一対の鎖骨アセンブリを有し、特に、概して２４で示される左鎖骨アセンブリと、概して２６で示される右鎖骨アセンブリとを含む対向する一対の鎖骨アセンブリは、胸部プレート３５に結合され、肋骨アセンブリ２０の上方且つヘッドアセンブリ１４の下方の位置で脊椎アセンブリ１８の両側から延びる。従って、それぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６は、胸部プレート３５を介して肋骨アセンブリ２０に結合される。加えて、それぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６は従って、胸部プレート３５及び肋骨アセンブリ２０を介して脊椎アセンブリ１８に結合される。鎖骨アセンブリ２４、２６は、衝突試験中にそれぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６に対する力を測定するために使用されるロードセル（図示せず）を含む。
また、擬人試験装置１２は、鎖骨アセンブリ２４、２６のそれぞれに結合される一対の肩アセンブリ３７と、ピボット機構３９を介して肩アセンブリ３７のそれぞれに枢動可能（pivotally）に結合される、概して３２示されている左アーム、及び概して３４で示される右アームを含む一対のアームアセンブリと、を有する。こうして、肩アセンブリ３７は、人の肩の動きをシミュレートし、衝突シミュレーションにおいて前後、又は上下に動くことができる。
また、図１Ａ〜図１Ｉに示すように、擬人試験装置１２は、少なくとも１つのパッドアセンブリ４０、４２を含む。試験装置１２は、ネックアセンブリ１６の両側から外方に延び、それぞれ鎖骨アセンブリ２４、２６の対応するものとアームアセンブリ３２、３４のそれぞれに隣接して配置された一対の対向パッドアセンブリ、ここでは左パッドアセンブリ４０と右パッドアセンブリ４２を含み得る。パッドアセンブリ４０又は４２は、試験装置１２の片側のみに配置されてもよく、試験装置１２の両側に延びるように相互接続されてもよく、又は図示のように２つの別個のパッドアセンブリ４０、４２であってもよい。図２〜図５に示す従来技術の実施形態では、左パッドアセンブリ及び右パッドアセンブリには参照番号４０Ａ及び４２Ａが割り当てられ、図６〜図１３に示す例示的な実施形態による左パッドアセンブリ及び右パッドアセンブリには参照番号４０Ｂ及び４２Ｂが割り当てられる。
パッドアセンブリ４０、４２の各々は、従来技術の実施形態（図２〜５参照）及び例示的な実施形態（図１及び図６〜１３参照）の両方において、鎖骨ベース領域５２から上方に延びるネック領域５０を含み、鎖骨ベース領域５２は、それぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６の一部を受容する下方湾曲スロット５４を有する。ネック領域５０は、ネックアセンブリ１６及び脊椎アセンブリ１８の一部の周囲に拡がる内側湾曲面５１を含む。
本発明に戻ると、ネック領域５０は、鎖骨ベース領域５２から延びるネックベース部分５７と、ヘッドアセンブリ１４に向かう方向においてネックベース部分５７から上方に且つそれぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６から離れて延びる隆起ネック部分５９とを含み、隆起ネック部分５９は、脊椎アセンブリ１８の一部を取り囲む湾曲した内面５１をさらに画定し、ネックベース部分５７はまた、内面５１の下方部分５３を画定する。ネックベース部分５７は、内面５１の下方部分５３とネック領域５０の外面６１との間に延びる１つ又は複数の開口部５５（例えば、図１Ｄに単一の開口部５５として示される）を含み得る。タイラップ６３が、開口部５５内に導入され、鎖骨アセンブリ２４、２６のうちの１つの内側部分に固定され（すなわち、巻き回され）、ネック領域５０を脊椎アセンブリ１８に隣接する所望の位置に位置決めすることができる。例示のために、タイラップ６３は、図１Ｄの開口部５５及び鎖骨アセンブリ２４、２６のうちの１つから切り離された状態で示されているが、開口部５５を通って結合され、組み立て中にそれぞれのパッドアセンブリ４０、４２がそれぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６に結合されるとき、上述したように、それぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６に固定されることができ、特定の実施形態では、その後の衝突試験シミュレーション中に結合されたままである。
パッドアセンブリ４０、４２の各々は、時には横方向領域５６と称され、それぞれのアーム３２又は３４の頂部に隣接して位置決めされる鎖骨ベース領域５２から外側に延びるアーム領域５６も含む。アーム領域５６は、パッドアセンブリ４０、４２の結合後にそれぞれの下にある鎖骨アセンブリ２４、２６又はそれぞれの下にある肩アセンブリ３７を調整するために、ツール（図示せず）を導入することができる、第１の開口部５８、ここではアクセス開口部５８を含む。アーム領域５６はまた、そこを通って第２の固定装置６４がパッドアセンブリ４０、４２をそれぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６に別々に固定するために使用され得る、第２の開口部６２を含み得る。
また、一対の小さい開口部６８、７０を有する溝６６が、概ねネック領域５０とアーム領域５６との間の位置でパッドアセンブリ４０、４２上に含まれ得る。タイラップ６９は溝６６内に位置決めさるように構成され、その端部は一対の小さい開口部６８、７０を通って擬人試験装置１２の胸骨に向かって延び、端部はそれぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６に固定され（すなわち、巻きつけられ）、さらにパッドアセンブリ４０、４２をそれぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６及びネックアセンブリ１６に対する適切な角度に位置決めし且つ固定する。例示の目的のために、タイラップ６９は、図１Ｄの溝６６及び鎖骨アセンブリ２４、２６のうちの１つから切り離された状態で示されているが、それぞれのパッドアセンブリ４０、４２が組立中にそれぞれの鎖骨アセンブリ２４、２６に結合されるときに上述のように結合され、特定の実施形態では、その後の衝突試験シミュレーション中に結合されたままである。
図２〜図５の従来技術のパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａでは、パッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの各々は、比較的低い剛性を有する単一の一体構造として形成される（すなわち、形成されたパッドアセンブリ４０Ａ又は４２Ａの構造は、比較的低い剛性を有する）。図２〜図５のようにパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの低剛性は、一般に、パッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの支持と耐久性との組み合わせを提供する一方、肩ベルトを使用しない衝突試験中のヒトの肩の生体力学的応答も表す。
本明細書で定義され、パッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａを記述するための用語「低剛性」において使用される場合、用語「剛性」とは、ＡＳＴＭ Ｄ５７５−９１（２０１８）のようなＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定されるような、形成された構造（ここでは、形成されたパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａ）の圧縮弾性率（compressive modulus）を指す。
パッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの低剛性構造を形成する際に使用される例示的な材料は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された１０％歪（１０％伸び）で２００ｐｓｉ（すなわち、１．３７８９５ＭＰａ）の最大圧縮弾性率を有する熱硬化性プラスチックパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａを形成する、ＴＤＩ末端ポリエステルポリオールなどの熱硬化性プラスチック材料を含む。特定の実施形態では、最大圧縮弾性率に加えて、熱硬化性プラスチックパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの単一の一体構造は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って測定される、例えば、４０〜８０のショアＡ硬度、例えば６５〜７７、例えば７０〜７５を有するなど、８０の最大ショアＡ硬度も有する。
先行技術の図３〜図５を参照すると、先に説明したような従来技術による低剛性パッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの使用のために、衝突試験中に、それぞれのパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａと脊椎アセンブリ１８／ネックアセンブリ１６との間のシートベルト１０２の挟み込み（entrapment）問題が発生し得る。図３及び図４に最も良く示されているように、シートベルト１０２の肩ベルト部分１００は、衝突試験シミュレーションの前に左パッドアセンブリ４０Ａに対して適切に位置決めされて示されている。特に、肩ベルト部分１００は、ネックアセンブリ１６から離れて外側に向かって且つ左アーム３２から内側に向かう位置において左パッドアセンブリ４０Ａの上面に隣接して位置決めされる。より具体的には、図３に最も良く示されているように、肩ベルト部分１００は、ネック領域５０の隆起ネック部分５９から外側に向かう位置において鎖骨アセンブリ２６の反対側のアーム領域５６の上面に、位置決めされる。
衝突試験シミュレーションの間（すなわち、衝突試験の間）、図５に最も良く示されているように、ヘッドアセンブリ１４及びネックアセンブリ１６は、更なる動きを抑制するように設計されるシートベルト１０２の肩ベルト部分１００に対して前方に推し進められる。しかし、図５に示すように、肩ベルト部分１００は、ネック領域５０に向かって内方に移動され、ネックアセンブリ１６と、隆起ネック部分５９の内側湾曲面５１との間にトラップされる（trapped）。
図１Ａ〜図１Ｉ及び図６〜図１３に示す本開示の実施形態は、従来技術のパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａのものを含むパッドアセンブリ４０、４２の同じ全体的な形状を維持しつつ、図５に示すシートベルト１０２の肩ベルト部分１００の挟み込みを低減又は除去するという観点から、上述の背景において詳述されたようなＴｙｌｋｏ及び一般的に図２〜図５に説明したような一体的に形成されたパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａに関して扱われた従来技術の欠点のいくつかに対処する。
特に、図２〜図５に示す低剛性パッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａとは対照的に、図６〜図１３に示すように本明細書で提供される実施形態のパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂは、それぞれ異なる相対剛性を有する２つの別個の部分を含み、それらは互いに連結されて、図２〜図５に示すように従来技術のパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａと同じ全体的なパッドアセンブリの幾何学形状を有するパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂを形成するが、挟み込みに関する従来技術のパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの欠点に対処する。
図６〜図１３を参照すると、各パッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂ（左パッドアセンブリ４０Ｂが図６〜図１３に示されている）は、上述のようにアーム領域５６及び鎖骨ベース領域５２を含む鎖骨部分７２を含む。加えて、各パッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂはまた、ネック部分７４も含み、このネック部分７４は、上述のように、ネックベース部分５７と隆起ネック部分５９とにさらに分割されるネック領域５０を含む。２つの部分７２、７４は、パッドアセンブリ全体の幾何学的形状を変更することなく以下に詳述される結合された肩アセンブリ４０Ｂ、４２Ｂの一体性を最大にするように、相補的な内部機械的ロック機構を利用して、さらに、オプションで、追加的に結合部分の間に塗布される接着剤の使用によって、一緒に結合されている。この実施形態では、ネック部分７４は、鎖骨部分７２の対応する低い剛性よりも高い相対剛性を有する。
上述のように、本明細書で定義され、用語「より高い剛性」又は「より低い剛性」又は「より硬い（stiffer）」に関連付けられるとき、用語「剛性」は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５−９１（２０１８）のような、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定される、それぞれの２つの部分７２、７４の圧縮弾性率を指す。従って、本開示の目的では、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された特定のパーセンテージの歪み（すなわち、パーセントの伸び）において、より高い圧縮弾性率値（ＭＰａ又はポンド／平方インチ（“ｐｓｉ”））で測定される）を有する部品又は構造、ここではネック部分７４は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って同じ測定条件下で同じパーセンテージの歪みにおいて測定された、より低い相対的な圧縮弾性率値（relative compressive modulus value）を有する対応する部品又は構造（すなわち、より低い剛性材料又は部品）、ここでは、鎖骨部分７２より「硬い」と考えられる。
本明細書で提供される実施形態では、ネック部分７４は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された１０％歪み（１０％伸び）において１５００ｐｓｉ（すなわち、１０．３４２１４ＭＰａ）の最小圧縮弾性率値を有し、一方、鎖骨部分７２は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された１０％歪み（１０％伸び）において２００ｐｓｉ（すなわち、１．３７８９５ＭＰａ）の圧縮弾性率を有する。
特定の実施形態では、ネック部分７４はまた、鎖骨部分７２と比較して高いショア硬度値を有し、ショア硬度値はＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って測定される。特定の実施形態では、ネック部分７４は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って測定されるとき、５０の最小ショアＤ硬度、例えば、５０から８０のショアＤ硬度の範囲の、例えば６０から７０の範囲、例えば６４から６６の範囲など、を有する。加えて、鎖骨部分７２は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って測定されるとき、８０の最大ショアＡ硬度、例えば、４０から８０、例えば、６５から７７、例えば、７０から７５など、を有する。
より高い剛性のネック部分７４を形成するのに使用する例示的な熱硬化性材料は、ＴＤＩ末端ポリエーテルポリオール（すなわち、トルエンジイソシアネート末端ポリエーテルポリオール）などの熱硬化性プラスチック材料を含む。低剛性鎖骨部分７２を形成する際に使用する例示的な熱硬化性材料は、先行技術による肩アセンブリ４０Ａ、４２Ａを形成する際に上述したもののような、ＴＤＩ末端ポリエステルポリオールなどの熱硬化性プラスチック材料を含む。
それぞれのパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂのネック部分７４に対するより高い相対的剛性度（relative degree of stiffness）の導入は、（主として、上述のような衝突試験の間に肩ベルト部分１００によって加えられる力による、隆起ネック部分５９の変形に起因して）肩ベルト部分１００が滑るのを防止するためにパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂに十分な剛性を提供し、図５に示すように、パッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂとネックアセンブリ／脊椎アセンブリ１６、１８との間に肩ベルト部分１００が挟み込まれるのを防止又は最小限にする。さらに、パッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂの鎖骨部分７２を、パッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの対応する部分と同じ低剛性を有するように維持し、且つパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａの全体的な部品形状を概して維持することによって、新しいパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂの現在のダミーの生体力学的応答は、衝突シミュレーションの間の生体力学的応答に関して、図２〜５の一体的に形成された単一の材料の、パッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａと矛盾なく機能し、その性能に概して対応する。
別個の鎖骨部分７２とネック部分７４を使用することにより、また、従来技術のパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａに従って全体的な設計を維持するために、かかる部分７２、７４は、好ましくは、結果として生じるパッドアセンブリ４０、４０Ｂ、４２、４２ｂの全体的な部品の幾何学的形状に影響を与えないように、一緒に結合されなければならない、好ましくは取り付けられなければならない。この結合を達成するために、少なくとも１つのフランジ７８及び対応するスロット８０の形態の少なくとも１つの、好ましくは複数の機械的ロック機構が含まれて、それぞれの鎖骨部分７２及びネック部分７４を一緒に結合する。さらに、特定の実施形態では、鎖骨部分７２をネック部分７４に固定するために、鎖骨部分７２及びネック部分７４の一方又は両方に接着剤７６が塗布される。接着剤はまた、フランジ７８及び／又はスロット８０に塗布されることもできる。
特定の実施形態では、図６〜図１３の実施形態に示すように、複数のフランジ７８が鎖骨部分７２に含まれ、対応するスロット８０がネック部分７４に含まれる。しかし、代替的な均等な実施形態（図示せず）では、フランジ７８はネック部分７４に含まれ、対応するスロット８０は鎖骨部分７２に含まれる。
（鎖骨部分７２が、１つ又は複数のスロット８０を含み、ネック部分７４は、機械的インターロックを画定する対応する１つ又は複数のフランジ７８を含む）図６〜図１３に示す実施形態によるパッドアセンブリ４０Ｂ又は４２Ｂのうちの１つを形成するために、鎖骨部分７２は、最初に第１の熱硬化性プラスチック材料から成形され、前述の１つ又は複数のスロット８０を含む。鎖骨部分７２の成形は、従来の成形技術によって行うことができる。次いで、形成された鎖骨部分７２は、第２のモールド内に配置され、ここで、１つ又は複数のスロット８０は、ネック部分７４を形成するために使用される第２の熱硬化性材料に対して開口している。従って、第２の成形プロセスの間に、第２の熱硬化性材料が第２の成形型に導入され、スロット８０を通って流れて、ネック部分７４を形成する。第２の熱硬化性材料の一部は鎖骨部分７２のスロット８０内に留まり、従って、対応するスロット８０内に収容されるネック部分７４のそれぞれの１つ又は複数のフランジ７８を形成し、鎖骨部分７２とネック部分７４との機械的なインターロックを形成して、それぞれのパッドアセンブリ４０Ｂ又は４２Ｂの形成を完了させる。特定の実施形態では、接着剤７６が、ネック部分７４を成形する前に鎖骨部分７２の境界面８２に塗布されて、２つの部分７２、７４の間に接合箇所８４の追加の接合を形成する。
それぞれのパッドアセンブリ４０Ｂ又は４２Ｂを形成する別の方法では、ネック部分７４は１つ又は複数のスロット８０と共に形成され、鎖骨部分７２は対応する１つ又は複数のフランジ７８と共に形成され、この方法は、図６〜図１３に示すパッドアセンブリ４０Ｂ又は４２Ｂと実質的に同じ方法で形成することができる。特に、ネック部分７４は、最初に、第１の熱硬化性プラスチック材料から成形され、上述のものと同じ技術を用いて、前述の１つ又は複数のスロット８０を含む。次いで、形成されたネック部分７４は、鎖骨部分７２を形成するために使用される第２の熱硬化性材料に対して１つ又は複数のスロット８０が開口している第２の成形型内に配置される。従って、第２の成形プロセスの間に、第２の熱硬化性材料が第２の成形型に導入され、スロット８０を通って流れて鎖骨部分７２を形成する。第２の熱硬化性材料の一部は、スロット８０内に留まり、従って、鎖骨部分７２のそれぞれの１つ又は複数のフランジ７８を形成し、これは、ネック部分７４の対応するスロット８０内に含まれ、鎖骨部分７２とネック部分７４との機械的なインターロックを形成して、それぞれのパッドアセンブリ４０Ｂ又は４２Ｂの形成を完了させる。特定の実施形態では、鎖骨部分７２を成形する前に、接着剤７６がネック部分７４の境界面に塗布され、２つの部分７２、７４の間の接合箇所８４の追加の接合を形成する。使用される接着剤７６は、任意の接着剤でよく、典型的には、衝突シミュレーションの間に部分７２、７４の分離を防止するために部分７２、７４の間に十分な接着強度を提供するように、熱硬化性材料を長時間接着するために使用される、フェノール樹脂及びフェノールを含む非塩素系接着剤などのポリマー及び樹脂を含有するポリマー接着剤である。
図９〜図１２は、例示のために鎖骨部分７２とネック部分７４を分解した図で示しているが、上述の方法に従って形成されたこのような部分７２、７４は、その後、互いに機械的にロックされ、接着剤７６を用いてオプションで互いに接着される別個の構造として形成されていない。しかし、別の実施形態では、鎖骨部分７２及びネック部分７４は、それぞれのパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂを形成するために、別個の構造として形成され、その後、互いに機械的にロックされ、オプションで一緒に接着されることができる。
左パッドアセンブリ４０Ｂが図６〜１３に示されているが、右パッドアセンブリ４２Ｂは左パッドアセンブリ４０Ｂと同様に構成されている。本開示に従って形成されたパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂに対する有限要素分析は、新しく形成されたパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂがロバストであり、従って、従来技術のパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａと比較して、同じ試験条件下での衝突試験に対する生体力学的応答に影響を与えることなく、従来技術のパッドアセンブリ４０Ａ、４２Ａに見られる肩ベルト挟み込み問題に対処できることを実証した。
本開示はまた、仮想擬人試験装置を生成し、コンピュータに含まれるソフトウェアアプリケーションを用いて仮想衝突試験において生成された仮想擬人試験装置を評価するためのシステム１０００を記載する。擬人試験装置は、上述のような、パッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂの全ての特徴及び構成要素、並びに、擬人試験装置１２の関連する追加構成要素を含む、上述の擬人試験装置の仮想的な表現である。また、システム１０００は、上述のように、異なる剛性を有する部分７２、７４を含む、そのようなパッドアセンブリ４０Ｂ、４２Ｂを評価する。
次に図１４を参照すると、コンピュータ１０３０は、少なくとも１つのプロセッサ１０３２、メモリ１０３４、マスストレージメモリデバイス１０３６、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１０３８、及びヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）１０４０を含み得る。コンピュータ１０３０はまた、ネットワーク１０１３及び／又はＩ／Ｏインターフェース１０３８を介して、１つ又は複数の外部リソース１０４２に動作可能に結合され得る。外部リソースには、サーバ、データベース、マスストレージデバイス、周辺装置、クラウドベースのネットワークサービス、又はコンピュータ１０３０によって使用され得る他の任意の適切なコンピューティングリソースが含まれ得るが、これらに限定されない。
プロセッサ１０３２は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、中央処理装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブル論理装置、状態マシン、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、又はメモリ１０３４に記憶された動作命令に基づいて信号（アナログ又はデジタル）を操作する他の任意の装置から選択される１つ又は複数の装置を含み得る。メモリ１０３４は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、又は情報を記憶することができる他の任意のデバイスを含むが、これらに限定されない、単一のメモリデバイス又は複数のメモリデバイスを含み得る。マスストレージメモリデバイス１０３６は、ハードドライブ、光学ドライブ、テープドライブ、不揮発性固体デバイス、又は情報を記憶することができる他の任意のデバイスなどのデータストレージデバイスを含み得る。データベース１０４４は、マスストレージメモリデバイス１０３６上に存在し、本明細書に記載される種々のシステム及びモジュールによって使用されるデータを収集し、組織化するために使用され得る。
プロセッサ１０３２は、メモリ１０３４内に存在するオペレーティングシステム１０４６の制御下で動作し得る。オペレーティングシステム１０４６は、メモリ１０３４内に存在するアプリケーション１０４８などの、１つ又は複数のコンピュータソフトウェアアプリケーションとして具現化されたコンピュータプログラムコードが、プロセッサ１０３２によって実行される命令を有するように、コンピュータリソースを管理し得る。代替実施形態では、プロセッサ１０３２は、アプリケーション１０４８を直接実行してもよく、その場合、オペレーティングシステム１０４６は省略されてもよい。また、１つ又は複数のデータ構造１０５０が、メモリ１０３４内に存在し、プロセッサ１０３２、オペレーティングシステム１０４６、及び／又はアプリケーション１０４８によって、データを記憶又は操作するために使用され得る。本明細書で提供されるソフトウェアアプリケーション１０４８は、仮想擬人試験装置１０’を生成するソフトウェアアプリケーションと、仮想衝突試験設定において生成された仮想擬人試験装置１０’を評価するソフトウェアアプリケーションとを含む。
Ｉ／Ｏインターフェース１０３８は、ネットワーク１０１３及び／又は外部リソース１０４２などの、プロセッサ１０３２を他のデバイス及びシステムに動作可能に結合するマシンインターフェースを提供し得る。それにより、アプリケーション１０４８は、本発明の実施形態を含む様々な特徴、機能、アプリケーション、プロセス、及び／又はモジュールを提供するために、Ｉ／Ｏインターフェース１０３８を介して通信することによって、ネットワーク１０１３及び／又は外部リソース１０４２と協働して動作し得る。また、アプリケーション１０４８は、１つ又は複数の外部リソース１０４２によって実行されるプログラムコードを有し得る、或いはそうでなければ、コンピュータ１０３０の外部の他のシステム又はネットワーク構成要素によって提供される機能及び／又は信号に依存し得る。実際、ほぼ無限のハードウェア及びソフトウェア構成が可能であることを考えると、当業者であれば、本発明の実施形態は、コンピュータ１０３０の外部に配置されたアプリケーション、複数のコンピュータ又は他の外部リソース１０４２に分散されたアプリケーション、又はクラウドコンピューティングサービスなどのネットワーク１０１３上のサービスとして提供されるコンピューティングリソース（ハードウェア及びソフトウェア）によって提供されたアプリケーションを含み得ることを理解するであろう。
ＨＭＩ１０４０は、コンピュータ１０３０のユーザがコンピュータ１０３０と直接対話することを可能にするように、既知の方法でコンピュータ１０３０のプロセッサ１０３２に動作可能に結合され得る。ＨＭＩ１０４０は、ビデオ及び／又は英数字ディスプレイ、タッチスクリーン、スピーカ、及びユーザに情報を提供することができる任意の他の適切なオーディオ及びビジュアルインジケータを含み得る。また、ＨＭＩ１０４０は、ユーザからのコマンド又は入力を受け入れ、入力された入力をプロセッサ１０３２に送信することができる、英数字キーボード、ポインティングデバイス、キーパッド、押しボタン、制御ノブ、マイクロホンなどの入力装置及び制御装置を含み得る。
本発明は図示された態様で記載されている。使用されてきた用語は、限定ではなく、説明の言葉の性質を意図していることが理解されるべきである。
上記教示事項に照らして、本発明については多くの修正及び変形が可能である。従って、本発明は、具体的に記載された以外の方法で実施され得る。
Claims (23)
- 脊椎アセンブリと；
前記脊椎アセンブリの反対側の側部に結合され且つそこからそれぞれ延びる一対の鎖骨アセンブリと；
一対のアームであって、前記一対のアームのうちのそれぞれの前記アームが前記一対の鎖骨アセンブリのうちの対応するそれぞれの前記鎖骨アセンブリに結合される、一対のアームと；
前記脊椎アセンブリのうちの１つに取り付けられ且つ前記アームのうちの１つに隣接して位置決めされ、第１の熱硬化性材料から形成される、鎖骨部分、及び前記鎖骨部分に取り付けられ且つ前記鎖骨部分から前記脊椎アセンブリに隣接する位置まで延び、第１の熱硬化性材料とは異なる第２の熱硬化性材料から形成される、ネック部分を有する、少なくとも１つのパッドアセンブリであって、前記ネック部分は前記鎖骨部分より硬い、少なくとも１つのパッドアセンブリと；を有する、
擬人試験装置。 - 前記ネック部分は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された１０％歪における１０．３４２１４ＭＰａの最小圧縮弾性率を有する、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された１０％歪における１．３７８９５ＭＰａの最大圧縮弾性率を有する、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された１０％歪における１．３７８９５ＭＰａの最大圧縮弾性率を有する、
請求項２に記載の擬人試験装置。 - 前記ネック部分は、ネックベース領域及び隆起ネック領域を有し、前記隆起ネック領域は、前記ネックベース領域から前記脊椎アセンブリに隣接する位置まで延びる、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分は、前記鎖骨アセンブリのうちのそれぞれの前記鎖骨アセンブリのための下方スロットを有する鎖骨ベース領域と、前記鎖骨ベース領域から前記アームに隣接して延びるアーム領域と、を有する、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記ネック部分は、前記鎖骨ベース領域に取り付けられるネックベース領域と、前記ネックベース領域から前記鎖骨アセンブリの反対且つ前記鎖骨アセンブリから離れる方向に延びる隆起ネック領域と、を有する、
請求項６に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分及び前記ネック部分のそれぞれ一方は、少なくとも１つのフランジを含み、
前記鎖骨部分及び前記ネック部分のそれぞれ他方は、前記フランジを受けるための少なくとも１つのスロットを含む、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分は、鎖骨ベース領域を有し、前記ネック部分は、ネックベース領域を有し、
前記フランジ及び前記スロットは、前記のそれぞれのベース領域に形成されている、
請求項８に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分を前記ネック部分に固定するために前記フランジと前記スロットとの間に塗布される接着剤をさらに有する、
請求項８に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分を前記ネック部分に固定するために前記鎖骨部分と前記ネック部分との間に塗布される接着剤をさらに有する、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って測定される８０の最大ショアＡ硬度を有し、
前記ネック部分は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って測定される５０の最小ショアＤ硬度を有する、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分は、ＴＤＩ末端ポリエステルプレポリマーから形成され、
前記ネック部分は、ＴＤＩ末端ポリエーテルプレポリマーから形成される、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記脊椎アセンブリに結合される肋骨アセンブリと；
前記肋骨アセンブリに結合され且つ前記一対の鎖骨アセンブリのそれぞれに結合される胸部プレートと；をさらに有する、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 一対の肩アセンブリをさらに有し、
前記一対の肩アセンブリのうちのそれぞれの前記肩アセンブリは、前記一対の鎖骨アセンブリのうちの対応するそれぞれの前記鎖骨アセンブリに結合され、
前記一対の肩アセンブリのうちのそれぞれの前記肩アセンブリは、前記一対のアームのうちの対応するそれぞれの前記アームに枢動可能に結合される、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記鎖骨部分は、第１及び第２の開口部を有する溝部を含み、前記擬人試験装置は、前記溝部内に収容され、且つ、前記の開口部のそれぞれを通って延び、且つ、前記脊椎アセンブリに対して前記一対の肩アセンブリのうちの第１の肩アセンブリを位置決めするように、前記一対の鎖骨アセンブリのうちのそれぞれの前記鎖骨アセンブリに固定される、第１のタイラップをさらに含む、
請求項１に記載の擬人試験装置。 - 前記ネック部分は開口部を含み、前記擬人試験装置は、前記開口部を通って延び、且つ、前記脊椎アセンブリに対して前記一対の肩アセンブリのうちの前記第１の肩アセンブリを位置決めするように、前記一対の鎖骨アセンブリのうちの前記それぞれの鎖骨アセンブリに固定される、第２のタイラップをさらに含む、
請求項１６に記載の擬人試験装置。 - 脊椎アセンブリと；前記脊椎アセンブリの反対側の側部に結合され且つそこからそれぞれ延びる一対の鎖骨アセンブリと；一対のアームであって、前記一対のアームのうちのそれぞれの前記アームが前記一対の鎖骨アセンブリのうちの対応するそれぞれの前記鎖骨アセンブリに結合される、一対のアームと；を有する、擬人試験装置のためのパッドアセンブリを形成する方法であって：
ネックベース領域と隆起ネック領域を有するネック部分を形成するステップであって、前記ネック部分は複数のスロットを含む、ステップと；
前記ネック部分の前記スロットを通じて材料を注入し、複数のフランジを形成することによって前記ネック部分の上に鎖骨部分を成形するステップであって、前記複数のフランジのうちのそれぞれのフランジは、前記複数のスロットのうちの対応するスロット内に取り付けられる、ステップと；
を含む、
方法。 - 前記ネック部分は、前記鎖骨部分より硬い、
請求項１８に記載のパッドアセンブリを形成する方法。 - 前記ステップはさらに：
第１の熱硬化性材料から前記複数のスロットを含む前記ネック部分を形成するステップであって、前記の形成されたネック部分は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された１０％歪における１０．３４２１４ＭＰａの最小圧縮弾性率を有する、ステップと；
前記複数のフランジのうちのそれぞれのフランジが、前記複数のスロットのうちの対応するスロット内に結合されるように、第２の熱硬化性材料から前記複数のフランジを含む前記鎖骨部分を成形するステップであって、前記第２の熱硬化性材料は、前記第１の熱硬化性材料とは異なり、前記鎖骨部分は、ＡＳＴＭ Ｄ５７５に従って測定された１０％歪における１．３７８９５ＭＰａの最大圧縮弾性率を有する、ステップ；
としてさらに規定される、
請求項１８に記載のパッドアセンブリを形成する方法。 - 前記鎖骨部分を成形する前記ステップより前に、前記ネック部分の上に接着剤を塗布するステップをさらに含む、
請求項１８に記載のパッドアセンブリを形成する方法。 - 少なくとも１つのプロセッサを含むコンピュータであって、前記プロセッサはメモリを含む、コンピュータと；
仮想擬人試験装置を生成するように構成された前記メモリに格納される第１のソフトウェアアプリケーションと；を有し、
前記仮想擬人試験装置は：
仮想脊椎アセンブリと；
前記仮想脊椎アセンブリの反対側の側部に結合され且つそこからそれぞれ延びる一対の仮想鎖骨アセンブリと；
一対の仮想アームであって、前記一対の仮想アームのうちのそれぞれの前記仮想アームが前記一対の仮想鎖骨アセンブリのうちの対応するそれぞれの前記仮想鎖骨アセンブリに結合される、一対の仮想アームと；
前記仮想脊椎アセンブリのうちの１つに取り付けられ且つ前記仮想アームのうちの１つに隣接して位置決めされ、第１の熱硬化性材料から形成される、仮想鎖骨部分、及び前記仮想鎖骨部分に取り付けられ且つ前記仮想鎖骨部分から前記仮想脊椎アセンブリに隣接する位置まで延び、前記第１の熱硬化性材料とは異なる第２の熱硬化性材料から形成される、仮想ネック部分を有する、少なくとも１つの仮想パッドアセンブリであって、前記仮想ネック部分は前記仮想鎖骨部分より硬い、少なくとも１つの仮想パッドアセンブリと；を有する、
システム。 - 前記ソフトウェアアプリケーションは、前記の生成された仮想擬人試験装置に対して仮想衝突シミュレーションを実行するようにさらに構成される、
請求項２２に記載のシステム。
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