JP7065257B2 - 人体模型試験デバイスの肉部材のための結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、全体的に人体模型試験デバイスに関し、より詳しくは、人体模型試験デバイスの肉部材のための結合構造に関し、人体模型試験デバイスの大腿の肉部を結合する結合構造に関するものである。

本開示は、２０１８年９月２１日に出願された「人体模型試験デバイスの大腿の肉部のための結合構造」と題された米国仮出願である特許出願番号第６２／７３４，４１２号の優先権を主張する。その全体が本願に参照援用される。

自動車、航空機、及びその他の車両の製造業者は、車両及びその乗員に対する衝突の影響を測定するために、広範な種類の衝突試験を実施する。衝突試験は、クラッシュ試験と呼ばれることもあるが、これを通して、車両メーカーは車両の改良に利用できる貴重な情報を得る。

衝突試験は、人体の負傷のリスクを推定するために、人体模型試験デバイスを使用することが多い。これは時には人体模型マネキンとも呼ばれ、「衝突試験ダミー」として一層よく知られている。衝突試験ダミーは典型的には、頭部組立体、脊柱組立体、胸郭組立体、骨盤組立体、左右の腕組立体、及び左右の脚部組立体を含む。関節は、さまざまな組立体を互いに結合し、人間の可動域をシミュレートする連接を可能にするために設けられる。さらに、これらの組立体は、典型的には、皮膚部で覆われた内側発泡材料を含む模擬肉で覆われる。人体模型試験デバイスは、対象となる人間の一般的な機械的性質、質量、関節、及び関節の剛性を有していなければならない。さらに、人体模型試験デバイスは、衝突試験中に人間に似たように車内と相互作用するのに十分な機械的な衝撃応答を持たなければならない。

これらの装置で、肉部は、組み立て／分解及び取り扱いを容易にするために、肉部は、関節又は都合のよい位置で分割されることが多い。しかし肉部を分割すると、組み立てや取り扱いは容易になるが、衝突試験中に人間に似ていない反応が引き起こされてしまう。例えば、ある構造の脚部組立体では、装置の脚部組立体の上大腿部材及び下大腿部材は、関節を介して接続され、この関節に対応する位置で分割された大腿の肉部を含む。衝突試験中に、関節に対応する大腿の肉部に大きな位置ずれ又は分離が生じ、上大腿部材及び下大腿部材の間の不適切な肉部／塊の結合を生じ、大腿の肉部の皮膚部に沿った不連続な表面を生じる。この不適切な結合及び不連続な表面は、脚部及び骨盤の動力学に影響し、衝突試験ダミーの人間に似ていない反応の一因となる。

本発明は、従来技術の結合構造に伴う分離の問題に対処して解決し、従って、衝突試験中により一層人間に似た応答を有する衝突試験ダミーを提供する。

本発明は、人体模型試験デバイスの肉部材のための結合構造に関し、特に、ベース部材を解剖学的構成要素に結合することで形成される人体模型試験デバイスのための肉部の結合構造に関する。

ベース部材は、ベース内面と、反対側のベース外面と、ベース内面をベース外面に接続するベース周縁部とを含み、ベース内面が第１キャビティを画定する。少なくとも１つのベースコネクタは、少なくとも部分的に第１キャビティの中にある状態で、ベース内面に結合されている。解剖学的構成要素は、ベース部材に取り付けられ、構成要素内面と、反対側の構成要素外面と、構成要素内面を構成要素外面に接続する構成要素周縁部とを含み、構成要素内面が第２キャビティを画定する。少なくとも１つの構成要素コネクタは、解剖学的構成要素に結合されている。

解剖学的構成要素がベース部材に取り付けられたときに、構成要素コネクタは、ベースコネクタと係合し、ベース外面と構成要素外面との間の滑らかな（ｓｍｏｏｔｈ、連続的な）移行を規定するように位置合わせで揃えられた（ａｌｉｇｎ）ベース外面と構成要素外面とを伴って、構成要素周縁部がベース周縁部に当接する。ある実施形態では、ベース部材を構成要素コネクタに固定するために、少なくとも１つの締結部が使用される。

より具体的な態様によれば、人体模型試験デバイスは、第１キャビティの中に配置されている第１構造的部材と、第２キャビティの中に配置されている第２構造的部材とをさらに備え、解剖学的構成要素がベース部材に取り付けられたときに、第２構造的部材は、第１構造的部材に結合される。

なお他の態様によれば、少なくとも１つのベースコネクタは少なくとも１つの位置決めキーを含み、構成要素コネクタは少なくとも１つのスロットを含み、解剖学的構成要素がベース部材に取り付けられたときに、各１つの位置決めキーは、対応する各１つのスロットの中に結合される。

本開示のより具体的な態様によれば、ベース部材及び解剖学的構成要素は、人体模型試験デバイスにおける大腿の肉部を結合して合わせる構成要素である。従って、ベース部材は、上大腿部材及び下大腿部材のうち１つを含み、解剖学的構成要素は、上大腿部材及び下大腿部材のうち他の１つを含む。

本開示の他の特徴及び利点は、一層よく理解されるように、添付する図面に関連して述べる下記の記載を読んだ後に容易に理解されることである。

本開示による自動車座席上に配置された衝突試験ダミーの１つの実施形態の斜視図である。 ベース部材及び一対の解剖学的構成要素を含む、本開示による図１の衝突試験ダミーの一部の１つの実施形態の斜視図であり、解剖学的構成要素の一方がベース部材に結合され、解剖学的構成要素の他方がベース部材から結合解除されて示される。 図２のベース部材の斜視図である。 図３のベース部材内に含まれている支持構造の内部斜視図である。 図１及び図２の１つの解剖学的構成要素の斜視図である。 図２の他の解剖学的構成要素からの追加の支持構造を含み、図５の解剖学的構成要素内に含まれている支持構造の内部斜視図である。 線７－７に沿って得られた図３の断面図である。 線８－８に沿って得られた図３の別の断面図である。 線９－９に沿って得られた図５の断面図である。 線１０－１０に沿って得られた図５の別の断面図である。 線１１－１１に沿って得られた図５の別の断面図である。 線１２－１２に沿って得られた図５の別の断面図である。 線１３－１３に沿って得られた図２の断面図である。 線１４－１４に沿って得られた図２の別の断面図である。 仮想人体模型試験デバイスを作成して評価するシステムの概略図である。

本開示の実施形態は、人体模型試験デバイス又は衝突試験ダミー１０、より詳細には衝突試験ダミーの一部を開示する。これは、前部座席と後部座席とでの成人の乗員のための自動車の内部及び拘束システムの性能を試験するために主に使用される。本明細書で説明する実施形態の衝突試験ダミー１０のサイズ及び重量は、身体計測学的研究に基づく。これは典型的には、以下の組織、ミシガン大学交通研究所（ＵＭＴＲＩ）、米国軍人体計測調査（ＡＮＳＵＲ）、及び米国及び欧州市民人体計測学リソース（ＣＥＳＡＲ）によって別々に実施されたものである。運動の範囲、重心、及び体節の質量は、身体計測データによって定義される人間の被験者の値をシミュレートすることを理解されたい。衝突試験ダミー１０は、５０パーセンタイル（５０％）は男性タイプであり、図１には、自動車の座席２５上に位置して座位で示されている。

図１に示すように、衝突試験ダミー１０は、全体的に１１で示す頭部組立体を含む。また衝突試験ダミー１０は、頭部組立体１１に取り付けられ、ここから延びるネック組立体１２を含む。また衝突試験ダミー１０は、全体的に１３で示された脊柱組立体を含み、これは、ネック組立体１２に取り付けられた上端と、衝突試験ダミー１０の胴部の領域の中へ延びる下端とを有する。さらに、衝突試験ダミー１０は、脊柱組立体１３の下端に結合された骨盤組立体１４を含む。また衝突試験ダミー１０の胴部の領域は、全体的に１５で示された、脊柱組立体１３に接続された胸郭組立体を含む。また、衝突試験ダミー１０は、全体的に１６で示された左腕組立体と、右腕組立体（図示せず）とを含む、衝突試験ダミー１０に取り付けられた一対の腕組立体を有する。衝突試験ダミー１０は、全体的に１７で示され、左脚部組立体と右脚部組立体とを含む、骨盤組立体１４に取り付けられた一対の脚部組立体をさらに含む。衝突試験ダミー１０の骨格との結合を改善するために、衝突試験ダミー１０のさまざまな構成要素は、後述の実施形態では皮膚部２４で覆われた内側コア発泡体２２として示された肉部と皮膚部との組立体で覆われていることが理解されるものとする。

本開示は、上述した衝突試験ダミー１０の一部を形成するために使用される肉部材を互いに結合する結合構造に関する。肉部材はさらに、ベース部材２０及び解剖学的構成要素６０として規定することができる。ベース部材２０及び解剖学的構成要素６０は、衝突試験ダミー１０の一部を形成するために使用される任意の２つの肉部材を指すことができるが、本明細書に記載されるベース部材２０及び解剖学的構成要素６０を含む、本明細書に記載して図示される結合構造の実施形態は、脚部組立体１７の一部を規定する衝突試験ダミー１０の大腿部材を形成するのに用いる肉部材である。この脚部組立体１７は、人の大腿部に全体的に対応する。

以下に説明する、図２～１４に例示された実施形態では、ベース部材２０は、上大腿部材２０を意味する。解剖学的構成要素６０は、一対の下大腿部材６０の一方又は両方を意味する。この下大腿部材対の１つが、衝突試験ダミー１０の脚部組立体１７の右脚部の下大腿部に対応し、下大腿部材対の他の１つが、衝突試験ダミー１０の脚部組立体の左脚部の下大腿部に対応する。図２及び図４に例示されるように、上大腿部材２０は、骨盤組立体１４の肉部と連続した構造として示され、従って、骨盤組立体１４の一部として考えられるが、他の実施形態では、肉部は、分離されているが結合された構造であってよい。

図２，３及び７に示すように、ベース部材２０は、皮膚部２４で覆われた内側コア発泡体２２を含む。ベース部材２０は、ベース内面２６と、その反対側のベース外面２８と、ベース内面２６を反対側のベース外面２８に接続するベース周縁部３０とを含む。

また、各縁部３０から内方に延びるベース内面２６は、衝突試験ダミー１０の１つ以上の構造的部材１１０を収容するキャビティ３４を画定する。これらの構造的部材１１０（脚部組立体１７の大腿部材内に延びる特有の支持構造１１０ａを含む、一連の相互接続された構造的部材１１０が、図４に最もよく示されている）は、ベース部材２０とともに、衝突試験ダミー１０に構造的完全性を与えるのを助ける。ある実施形態では、これらの構造的部材１１０のうちのいずれか１つが、ベース部材２０に対して、又は構造的部材１１０のうちの隣接する他の構造的部材に対して、移動又は連接してよい。さらに、構造的部材１１０は、他の構造的部材に対して、又は他の構造的部材と協調して、連接又は移動してよい。さらに、１つ以上のセンサーの連なり（１つの例示的なセンサー１０９が図４に示されている）が、衝突試験シミュレーションの間に運動を感知するように、構造的部材１１０、ベース部材２０、又は解剖学的構成要素６０に結合されてよい。これらのセンサー１０９はまた、衝突シミュレーションの間に衝突試験ダミー１０の動きを処理することができるコントローラ（図４に１０７として示され、センサー１０９に結合される）に結合してよい。また例示的なセンサーは、ロードセルなどを含んでよい。

図３に最もよく示されるように、ベース部材２０はまた、１つ以上の挿入開口２７を含み、挿入開口２７のうちの少なくとも１つは、キャビティ３４内にそれぞれ１つの解剖学的構成要素６０を受け入れるように構成されている。従って、挿入開口２７は、ベース部材２０のキャビティ３４の外側端とみなしてよい。

ベース部材２０が上大腿部材２０であり、解剖学的構成要素６０が一対の下大腿部材６０である場合、上大腿部材２０は、一対の挿入開口２７ａ，２７ｂ（第１挿入開口２７ａ及び第２挿入開口２７ｂとして図３に示す）を含む。挿入開口２７ａ，２７ｂの各々は、下大腿部材６０のそれぞれを受容するように構成されている。

さらに、ベース内面２６は、ベース周縁部３０から延びる凹部内面３６と、ベース周縁部３０と反対方向に凹部内面３６から延びる内側の段付き表面３８とに、区分されてよい、即ちこれらを含んでよい。段の端面４０が、凹部内面３６及び内側の段付き表面３８の各々に対して横断方向に延び、凹部内面３６を内側の段付き表面３８に接続する。

ベース部材２０はさらに、ベース内面２６及びベース外面２８を貫通して延びる１つ以上の開口４２を含む。以下にさらに説明するように、これらの開口４２は、それぞれ、ベース部材２０を下大腿部材６０の各１つに固定するために使用される締結部材１００（図２参照）を受け入れるように構成されている。特に、１つ以上の開口４２は、ベース部材２０の一部の周囲に等間隔で配置され、ベース外面２８から凹部内面３６まで延びる。

少なくとも１つのベースコネクタ４４は、図２，３及び８に描かれた代表的な実施形態で３つのベースコネクタ４４として最もよく示されるように、ベース部材２０のベース内面２６に結合、又は、これに一体的に形成されてよい。ある実施形態ではベースコネクタ４４は、位置決めキー４４であり、位置決めキー４４は、ベース部材２０のベース内面２６の凹部内面３６に結合、又は一体的に形成される。

好ましくは位置決めキー４４は、同じサイズ及び形状であり、キャビティ３４内の内側凹部４３から内側方向に突出する。ただし、図示しない他の実施形態では、位置決めキー４４は、異なるサイズ又は形状を有してよい。図２及び図３に最もよく示されるように、ある実施形態では、位置決めキー４４はブロック形状であり、距離をおいた互いに反対側の側面４７の第１対と、距離をおいた互いに反対側の側面４９の第２対とを含む。第２対の側面４９の各々は、各第１対の側面４７を横切って延び、各第１対の側面４７を接続する。上面４８は、第１対及び第２対の側面４７、４９の各々に接続され、それらに横切って延び、上面４８を規定する平面は、凹部内面３６の表面を規定する平面にほぼ平行に延びる。

位置決めキー４４の各々は、上面４８から内側凹部に向かって横方向及び内側方向に延びる開口４６を含んでよい。好ましくは、位置決めキー４４のそれぞれの中の開口４６は、ベース外面２８からベース内面２６の凹部内面３６まで延びる開口４２の対応する１つに揃えられ、対応するようにサイズ決定される。

図２及び図３にも示すように、位置決めキー４４の上面４８、位置決めキー４４を含まない凹部内面３６の内面５２、及び段の端面４０の内面５４は、まとめて、対応する内面３２を規定してよい。

別の構成では、ベース内面２６は、段の端面４０と類似するが異なる形態のストッパー（ｓｔｏｐ）（図示せず）を含む。構成要素コネクタ７１の遠位端は、解剖学的構成要素６０がベース部材２０に取り付けられたときにストッパーに当接する。

次に、図２、図５及び図９～図１２を参照すると、解剖学的構成要素６０は、ベース部材２０のように、皮膚部６４で覆われた内側コア発泡体６２を含む。また、ベース構成要素２０と同様に、解剖学的構成要素６０の各々は中空であり、上述した構造的部材１１０と同様に機能する追加の構造的部材１１１、又は複数の構造的部材を含むことが可能にされている。以下にさらに説明するように、解剖学的構成要素６０内に含まれる構造的部材１１１は第１端部１１２を有し、これは、ベース部材２０への解剖学的構成要素６０の可逆的な取り付けに関連して、構造的部材１１０に結合されてよい。図２及び図６に示すように構造的部材１１１は、構造的部材１１１の第２端部１１３から連接する膝関節１１５の一部として示される接合関節（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ ｊｏｉｎｔ）１１４を含んでよい。これに代えて、構造的部材１１１は、接合関節を介して、同じ又は実質的に同じ方法で別の構造的部材に結合されてよい。さらに、構造的部材１１０と同様に、１つ以上のセンサーの連なりが、衝突試験シミュレーションの間の運動を感知する構造的部材１１１又は解剖学的構成要素６０に結合されてよい。さらに、これらのセンサーは、衝突シミュレーション中に衝突試験ダミー１０の動きを処理することができるコントローラ１０７に結合されてよい。

図５及び図９－１１に最もよく示されるように、解剖学的構成要素６０は、構成要素内面６６と、反対側の構成要素外面６８と、構成要素内面６６を反対側の構成要素外面６８に接続する一対の構成要素周縁部６９とを含む。構成要素内面６６は、上述の追加の構造的部材１１１を収容するキャビティ７３を画定する。

さらに衝突試験ダミー１０は、解剖学的構成要素６０に結合、又はこれと一体的に形成されている構成要素コネクタ７１を含む。

図５及び図１２に最もよく示されるように、構成要素コネクタ７１は、コネクタ外面７４と反対側のコネクタ内面７６とを含み、構成要素周縁部６９のうちの１つを横切って、これに間隔をおいて延びる。構成要素コネクタ７１が解剖学的構成要素６０と一体的に形成される実施形態では、構成要素コネクタ７１は、皮膚部６４ａで覆われた内側コア発泡体６２ａを含み、これは、内側コア発泡体６２及び皮膚部６４の一部を規定してよい。コネクタ外面７４と構成要素周縁部６９との交点は、構成要素周縁部６９と構成要素外面６８との交点から内方に間隔をあけて設けられている。コネクタステップ端面７８は、コネクタ外面７４及びコネクタ内面７６の各々に対して横断方向に延び、コネクタ外面７４をコネクタ内面７６に接続する。またコネクタ内面７６は、第２キャビティ７３と一緒に開いている（即ち、第２キャビティ７３と連通している）第３キャビティ７７を画定する。ある実施形態では、コネクタ内面７６は、構成要素内面６６に滑らかに移行する。

図２及び図５に最もよく示されるように、ある実施形態では、コネクタ外面７４は、少なくとも１つのスロット（溝）８０を含む。スロット８０の各々は、ベース部材２０が解剖学的構成要素６０に結合されたときに、対応する各１つの位置決めキー４４に結合されるように構成される。好ましくは、スロット８０のサイズ及び形状は、対応するそれぞれの位置決めキー４４のサイズ及び形状に対応する。好ましくは、少なくとも１つのスロット８０の数と、コネクタ外面７４に沿った少なくとも１つのスロット８０の位置とは、少なくとも１つの位置決めキー４４の数と位置に対応する。さらに、スロット８０の外面８２、スロット８０を含まないコネクタ外面７４の外面８４は、まとめて、構成要素コネクタ７１の対応する外面８８を規定する。

さらに図２，５，１０及び１２に最もよく示されるように、スロット８０の各々は、スロット８０の外面８２の横方向及び内側方向に延びる開口９０も含む。好ましくはネジ付きインサート９２は、各開口９０のそれぞれの内側に結合される。それぞれのスロット８０上の開口９０の位置は、ベース部材２０が解剖学的構成要素６０に取り外し可能に結合されているときに、対応する開口４２、４６に対応してこれに揃えられる。

上述のように、衝突試験ダミー１０はさらに、揃った開口４２、４６、９０を介してベース部材２０を各解剖学的構成要素６０に固定するために使用される少なくとも１つの締結部材１００を含む。締結部材１００の数は、揃った開口４２、４６、９０の数に対応する。特に締結部材１００のそれぞれの１つ、好ましくはネジ付き端部１０２を有するボルト１００が、ベース部材２０と位置決めキー４４との部材の揃った開口４２、４６内に挿入され、構成要素コネクタ７１の揃った開口９０のネジ付きインサート９２にネジ係合され、ベース部材２０を構成要素コネクタ７１に固定する。

また、本開示は、構成要素コネクタ７１を含む解剖学的構成要素６０の一方又は両方と、ベース部材２０を結合する関連する方法に関する。上述したように、ベース部材２０は、所望の形状及びサイズの皮膚部２４で内側コア発泡体２２を覆うことで、上述のさまざまな特徴を含むように形成してよい。同様に、解剖学的構成要素６０及び結合された構成要素コネクタ７１は、所望のサイズ及び形状の皮膚部６４で内側コア発泡体６２を覆うことで、上述のさまざまな特徴を含むように形成してよい。覆うステップの一部として、内側コア発泡体２２，６２の各部分は、それぞれの皮膚部２４、６４内に密閉的に封入されてよく、又はそれ以外では、それぞれの皮膚部２４、６４内に保持又は固定されてよい。各ベース部材２０と、結合された構成要素コネクタ７１を有する解剖学的構成要素６０とを形成する方法は、限定されず、皮膚部に覆われた発泡体の部分を形成する任意の方法を含んでよい。

この方法は、少なくとも１つのベースコネクタ４４をベース内面２６に結合することで継続する。ある実施形態では、少なくとも１つのベースコネクタ４４の結合は、少なくとも１つのベースコネクタ４４をベース内面２６に固定することを含む。これは、ベースコネクタ４４がベース内面２６に固定されるように、接着剤、ステープル又はネジなどの機械的ファスナ、又はその他の公知の固定方法又は技術を用いて行う。これに代えて、少なくとも１つのベースコネクタ４４をベース部材２０と一体的に形成してよい。従ってベースコネクタの外面は上述の皮膚部２４である。

ある実施形態では、本方法は、ベース部材２０内に構造的部材１１０（構造的な構成要素）を導入し、解剖学的構成要素６０及び結合した構成要素コネクタ７１の中に構造的部材１１１（構造的な構成要素）を導入することで継続する。特に、構造的部材１１０は第１キャビティ３４内に導入され、構造的部材１１１は解剖学的構成要素の第２キャビティ７３内、及び構成要素コネクタ７１の第３キャビティ７７内に導入される。構造的部材１１０及び構造的部材１１１をベース部材２０内又は解剖学的構成要素６０内に導入するステップは具体的には、構造部品が組み立てられた後、ベース部材２０又は解剖学的構成要素６０が構造的部材１１０の周囲を囲むことを含む。皮膚部２４、６４を貫通し、内側コア発泡体２２，６２内に延びているそれぞれのスリット３７，６７を、ベース部材及び解剖学的構成要素は含む。

この方法は、結合された構成要素コネクタ７１とともに解剖学的構成要素６０をベース部材２０に取り付け、その結果、ベース外面２８と構成要素外面６８との間の滑らかな移行を規定するように位置合わせで揃えられたベース外面２８と構成要素外面６８とを伴って、ベース周縁部３０が構成要素周縁面６９に当接する。構成要素コネクタ７１が第１キャビティ３４内に少なくとも部分的に配置され、ベースコネクタ４４と係合する。結合は、図２，１３及び１４に示されている。

特に、このステップは、構成要素コネクタ７１が第１キャビティ３４内に少なくとも部分的に収容されるように、かつ、ベース部材２０とコネクタ構成要素７１との周縁面３０，７０が当接するように、構成要素コネクタ７１をベース部材２０の挿入開口２７、２７ａ、２７ｂ内に挿入することを含んでよい。この位置では、ベース部材２０及び解剖学的構成要素６０の外面２８、６８は、外面２８、６８の間の滑らかな移行を提供するように位置合わせで揃えられる。さらに、ある実施形態では、この位置でベースコネクタ４４の各々は、構成要素コネクタ７１と位置合わせで揃えられて結合され、又は、構成要素コネクタ７１と係合される。ある実施形態では、この係合は、取り付けられた解剖学的構成要素６０に対するベース部材２０の回転を阻止する。

別の構成では、ベース内面２６がストッパー（図示せず）を含み、このステップの方法は、解剖学的構成要素６０がベース部材２０に取り付けられたときに、構成要素コネクタ７１が構成要素周縁部７０から遠位端に向かって外方に延び、遠位端がストッパーに当接するステップを含む。

取り付けステップの一部として、本方法はまた、ベース部材２０のキャビティ３４内に収容されている構造的部材１１０を、解剖学的構成要素６０及び結合した構成要素コネクタ７１のキャビティ７３、７７内に収容されている構造的部材１１１に結合するステップを含んでよい。キャビティ３４、７３、及び７７はすべて揃えられ、互いに連通している（即ち、互いにそれぞれに対して開いている）。結合部は、さらに、構造的部材１１０を構造的部材１１１に固定又は締結することとして定義することができる。

この方法は継続し、少なくとも１つの締結部材１００を用いてベース部材２０を解剖学的構成要素６０に固定する追加のステップを含む。

ある実施形態では、例えば図２に示すように、締結部材１００は、揃った開口４２、４６を通して挿入され、別の揃った開口９０内に結合されたネジ付きインサート９２にネジ係合される。このプロセスは、追加の締結部材１００が、追加のそれぞれ揃った開口４２、４６を通して挿入され、それぞれ、別の揃った開口９０内に結合されたネジ付きインサート９２にネジ係合されるように繰り返される。従ってベース部材２０は、それぞれの構成要素コネクタ７１に固定される。

上述した同じ方法は、第２挿入開口２７ｂ内に挿入された結合された構成要素コネクタ７１と、解剖学的構成要素６０とのそれぞれ第２群の部分に、ベース部材２０を固定するのに使用することができる。

代替的な等価な実施形態では、ベース部材２０の構造と、解剖学的構成要素６０の対応する構造とを逆転させてよい。特に、ベース部材２０は、前述した内側に段付きの部分とコネクタ結合部材とを含んでよく、解剖学的構成要素６０は、前述の内側凹部とコネクタ部材とを含んでよい。ベース部材２０は、挿入開口内に挿入され、接続された部分のキャビティに部分的に収容されてよい。締結部材は、図１～１４に示す実施形態に関して上述の方法と同様に、揃った開口とネジ付きインサートを通して挿入される。

さらに本開示では、仮想人体模型試験デバイスを生成し、また、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で、生成された仮想人体模型試験デバイスを評価するシステム１０００を述べる。人体模型試験デバイスは、上述したような全ての特徴及び構成要素を含む、上述した人体模型試験デバイスの仮想的な表現である。

次に図１５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、大容量記憶メモリデバイス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を含んでよい。またコンピュータ１０３０は、ネットワーク１０１３及び／又は入出力インターフェース１０３８を介して、１つ以上の外部リソース１０４２に動作可能に結合されてよい。外部リソースは、限定されないが、サーバ、データベース、大容量記憶デバイス、周辺デバイス、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タリソースを含んでよい。

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つ以上の装置を含んでよい。メモリ１０３４は、限定されないが、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などを含む、単一のメモリデバイス又は複数のメモリデバイスを含んでよい。大容量記憶メモリデバイス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記憶デバイスを含んでよい。データベース１０４４は、大容量記憶メモリデバイス１０３６上に存在してよく、本明細書に述べたさまざまな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、整理するために使用されてよい。

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の制御下で動作してよい。メモリ１０３４内に存在するアプリケーション１０４８などの、１つ以上のコンピュータソフトウェアアプリケーションとして実現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し得るように、オペレーティングシステム１０４６は、コンピュータリソースを管理してよい。代替的な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は省略されてよい。また、１つ以上のデータ構造１０５０は、メモリ１０３４内に存在してよく、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てよい。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、仮想人体模型試験デバイス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人体模型試験デバイス１０’を評価するソフトウェアアプリケーションとを含む。

入出力インターフェース１０３８は、プロセッサ１０３２をネットワーク１０１３及び／又は外部リソース１０４２などの他の装置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てよい。これによりアプリケーション１０４８は、本発明の実施形態を構成するさまざまな特徴、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入出力インターフェース１０３８を介して通信することで、ネットワーク１０１３及び／又は外部リソース１０４２と協働して動作してよい。またアプリケーション１０４８は、１つ以上の外部リソース１０４２によって実行されるプログラムコードを有してよく、又はそれ以外では、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／又は信号に依存してよい。実際に、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上でサービスとして提供されるコンピュータリソース（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んでよい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と直接に相互作用を行うことを可能にするために、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てよい。ＨＭＩ１０４０は、ビデオ及び／又は英数字の表示部、タッチスクリーン、スピーカー、及びユーザに情報を提供し得る任意の他の適切なオーディオ及びビジュアルのインジケータを含んでよい。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に送信することが可能な英数字キーボード、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デバイス及び制御装置を含んでよい。

本開示は、従来技術の結合構造に伴う分離の問題に対処して解決し、従って、衝突試験中により一層人間に似た応答を有する衝突試験ダミーを提供する。ベース部材と解剖学的構成要素とが結合されるので、結合されたベース部材と解剖学的構成要素とは、従来技術の構造で発生したように衝突試験中に互いに位置ずれが生じたり（ｏｆｆｓｅｔ）、互いに対して回転されたりすることでは分離されない。ベース部材及び解剖学的構成要素が上大腿部材及び下大腿部材である実施形態では、装置の脚部組立体の上大腿部材及び下大腿部材が関節を介して互いに接続され、この関節に対応する位置で分割された大腿の肉部を含むのであるが、従来技術の構造で発生したように衝突試験中に、互いに対して位置ずれが生じること、又は互いに対して回転されることでは、結合された上大腿部材及び下大腿部材は分離されない。関連するシステムは、本明細書に開示されている衝突試験ダミー１０が、分離の問題に対処して解決することを確認するために、仮想衝突試験シミュレーションを実行することを可能にする。

本開示は、例示的な形で説明してきた。使用されてきた用語は、限定ではなく、記載を行う用語の性質であることを意図していることが理解されるものとする。

本開示の多くの修正及び変形が、上記の教示に照らして可能である。従って、本開示は、具体的に記載された以外の構成で実施してよい。

Claims (20)

1. ベース内面と、反対側のベース外面と、前記ベース内面を前記ベース外面に接続するベース周縁部とを含み、前記ベース内面が第１キャビティを画定するベース部材と、
   前記ベース内面に結合され、少なくとも部分的に前記第１キャビティの中に配置されている少なくとも１つのベースコネクタと、
   前記ベース部材に取り付けられている解剖学的構成要素であり、構成要素内面と、反対側の構成要素外面と、前記構成要素内面を前記構成要素外面に接続する構成要素周縁部とを含み、前記構成要素内面が第２キャビティを画定する解剖学的構成要素と、
   前記解剖学的構成要素に結合されている少なくとも１つの構成要素コネクタとを備え、
   前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、前記構成要素コネクタは、前記ベースコネクタと係合し、前記ベース外面と前記構成要素外面との間の滑らかな移行を規定するように位置合わせで揃えられた前記ベース外面と前記構成要素外面とを伴って、前記構成要素周縁部が前記ベース周縁部に当接する、人体模型試験デバイス。
2. 少なくとも１つの前記ベースコネクタは、前記ベース内面と一体に形成されている、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
3. 少なくとも１つの前記ベースコネクタは少なくとも１つの位置決めキーを含み、前記構成要素コネクタは少なくとも１つのスロットを含み、
   前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、各１つの前記位置決めキーは、対応する各１つのスロットの中に結合されている、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
4. 少なくとも１つの前記位置決めキーの各１つは、前記ベース内面と一体に形成されている、請求項３記載の人体模型試験デバイス。
5. 前記ベース部材の前記第１キャビティの中に配置されている第１構造的部材と、
   前記解剖学的構成要素の前記第２キャビティの中に配置され、第１端部及び反対側の第２端部を有する第２構造的部材とをさらに備え、
   前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、前記第２構造的部材の前記第１端部は、前記第１構造的部材に結合される、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
6. 前記第２構造的部材の前記第２端部は接合関節を有する、請求項５記載の人体模型試験デバイス。
7. 前記ベースコネクタへの前記構成要素コネクタの係合は、前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、前記解剖学的構成要素に対する前記ベース部材の回転を阻止する、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
8. さらに、前記ベースコネクタと前記構成要素コネクタとを貫通して延び、前記ベース部材を前記構成要素コネクタに固定する締結部を備えている、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
9. 前記ベース内面はストッパーを含み、前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、前記構成要素コネクタが前記構成要素周縁部から遠位端に向かって外方に延び、前記遠位端が前記ストッパーに当接する、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
10. 前記構成要素コネクタは、第３キャビティを画定するコネクタ内面を有し、前記第２及び第３キャビティは互いに連通する、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
11. 前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、前記第３キャビティは前記第１キャビティと連通する、請求項１０記載の人体模型試験デバイス。
12. 前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、前記コネクタ内面は前記ベース内面と位置合わせで揃い、前記コネクタ内面と前記ベース内面との間の滑らかな移行を規定する、請求項１１記載の人体模型試験デバイス。
13. 少なくとも部分的に前記ベース部材の前記第１キャビティの中に配置されている第１構造的部材と、
    少なくとも部分的に、前記解剖学的構成要素の前記第２キャビティと前記構成要素コネクタの前記第３キャビティとの中に配置され、第１端部及び反対側の第２端部を有する第２構造的部材とをさらに備え、
    前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、前記第２構造的部材の前記第１端部は、前記第１構造的部材に結合される、請求項１２記載の人体模型試験デバイス。
14. 前記ベース部材及び前記解剖学的構成要素のそれぞれは、皮膚部で覆われた内側コア発泡体を含む、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
15. 前記ベース部材は、上大腿部材及び下大腿部材のうち１つを含み、前記解剖学的構成要素は、前記上大腿部材及び前記下大腿部材のうち他の１つを含む、請求項１記載の人体模型試験デバイス。
16. 第１キャビティを画定するベース部材と、第２キャビティを画定する解剖学的構成要素とを有する人体模型試験デバイスを形成する方法であって、
    少なくとも１つのベースコネクタが前記第１キャビティの中にある状態で、少なくとも１つの前記ベースコネクタを前記ベース部材のベース内面に結合するステップと、
    少なくとも１つの構成要素コネクタを前記解剖学的構成要素に結合するステップと、
    前記ベース部材の前記第１キャビティの中に第１の構造的な構成要素を配置するステップと、
    前記解剖学的構成要素の前記第２キャビティの中に第２の構造的な構成要素を配置するステップと、
    前記解剖学的構成要素を前記ベース部材に取り付けるステップであり、ベース外面と構成要素外面との間の滑らかな移行を規定するように位置合わせで揃えられた前記ベース外面と前記構成要素外面とを伴って、ベース周縁部が構成要素周縁部に当接し、前記構成要素コネクタが前記第１キャビティ内に少なくとも部分的に配置され、前記ベースコネクタと係合する、取り付けるステップとを備えている方法。
17. 前記解剖学的構成要素を前記ベース部材に取り外し可能に取り付けるステップはさらに、前記第１の構造的な構成要素を前記第２の構造的な構成要素に結合することを含む、請求項１６記載の方法。
18. 少なくとも１つの前記ベースコネクタは、前記ベース内面と結合されている少なくとも１つの位置決めキーを含み、前記構成要素コネクタは少なくとも１つのスロットを含み、
    前記解剖学的構成要素が前記ベース部材に取り付けられたときに、各１つの前記位置決めキーは、対応する各１つのスロットの中に結合される、請求項１６記載の方法。
19. メモリを有した少なくとも１つのプロセッサを含むコンピュータと、
    前記メモリに記憶され、仮想人体模型試験デバイスを生成するように構成されている第１ソフトウェアアプリケーションとを備えているシステムであって、
    前記仮想人体模型試験デバイスは、
    ベース内面と、反対側のベース外面と、前記ベース内面を前記ベース外面に接続するベース周縁部とを含み、前記ベース内面が第１キャビティを画定する仮想ベース部材と、
    前記ベース内面に結合され、少なくとも部分的に前記第１キャビティの中に配置されている少なくとも１つの仮想ベースコネクタと、
    前記仮想ベース部材に取り付けられている仮想解剖学的構成要素であり、構成要素内面と、反対側の構成要素外面と、前記構成要素内面を前記構成要素外面に接続する構成要素周縁部とを含み、前記構成要素内面が第２キャビティを画定する仮想解剖学的構成要素と、
    前記仮想解剖学的構成要素に結合されている少なくとも１つの仮想構成要素コネクタとを備え、
    前記仮想解剖学的構成要素が前記仮想ベース部材に取り付けられたときに、前記仮想構成要素コネクタは、前記仮想ベースコネクタと係合し、前記ベース外面と前記構成要素外面との間の滑らかな移行を規定するように位置合わせで揃えられた前記ベース外面と前記構成要素外面とを伴って、前記構成要素周縁部が前記ベース周縁部に当接する、システム。
20. 前記第１ソフトウェアアプリケーションはさらに、生成された前記仮想人体模型試験デバイスに仮想衝突シミュレーションを実施するように構成されている、請求項１９記載のシステム。
    

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