JPH08122009A - ダミー腹部曲げひずみ計測装置、それを用いた腹部傷害推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部分的変形であるダミー腹部の変形を検出す
るとともに、腹部の傷害の推定を可能にすること。 【構成】 ダミー１の腹部１０の前面下端に一端を固定
するとともに、前記腹部１０の前面上下方向に沿って配
設された矩形の弾性薄板部材２０より成り、障害物とし
てのベルト１５が前記腹部に衝突した時の前記腹部１０
の変形量を検出するための複数のゲージ３が長手方向に
配設されたバンド２と、該バンド２に配設された前記ゲ
ージ３によって検出された前記バンド２の各部位の曲げ
ひずみに基づき、前記バンドの各部位の変形量の時間的
推移である曲げひずみの時刻歴を計測する変形量計測装
置４とから成るダミー腹部曲げひずみ変形計測装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝突試験用ダミーに装
着され、ダミーの腹部の変形量の時刻歴を計測するとと
もに、腹部の傷害を推定することが出来るダミー腹部変
形計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のダミー胸部変形計測装置（ＳＡＥ
８９２４２６）は、図１６に示すようにフルブリッジＦ
を構成するゲージＧ１ないしＧ４が配設されケーブルＢ
とハーネスＣを備えたループ状のスチールバンドＳを肋
骨によって包まれたダミー胸部Ｍの周囲に巻付け、前記
ループ状のスチールバンドＳの全体的変形を前記ゲージ
Ｇ１ないしＧ４によって検出するものであった。

【０００３】また従来のダミー腹部変形計測装置（ＳＡ
Ｅ８９２４４０、９０２３１７）は、図１７に示すよう
に荷重−変形特性が人体特性に合致し、弾性変形がごく
小さく塑性変形が変形の主体をなす材料を用い、かつ、
形状が標準のダミー（ＨｙｂｒｉｄＩＩＩ）の腹部に適
合する放射状の複数の突起部Ｔを有する部材Ｕによっ
て、ダミー腹部の最大変形量を検出するものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のダミー胸部
変形計測装置は、肋骨によって包まれたダミー胸部Ｍの
周囲に巻付けられた前記ループ状のスチールバンドＳの
全体的変形を前記ゲージＧ１ないしＧ４によって検出す
るものである一方、前記胸部Ｍのような肋骨が無く背骨
のみしかない腹部においては、障害物が衝突する部分の
部分的変形を検出する必要があるため、腹部の部分的変
形の検出には適さないという問題が有った。

【０００５】また従来のダミー腹部変形計測装置は、ダ
ミー腹部の最大変形量のみを前記部材Ｕによって検出す
るもので、ダミーの腹部の変形量の時刻歴を計測するも
のではないため、腹部の傷害を推定することが出来ない
という問題が有った。

【０００６】そこで本発明者らは、ダミーの腹部近傍に
一端が固定され、前記腹部前面の上下方向に沿って配設
されたバンドを構成する弾性薄板部材の長手方向に配設
された複数のゲージによって、障害物が前記腹部に衝突
した時の前記腹部の変形量を検出するとともに、検出さ
れた前記バンドの各部位の変形量に基づき、前記バンド
の各部位の変形量の時間的推移である変形量の時刻歴を
計測するという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究
開発を重ねて、部分的変形であるダミー腹部の変形を検
出するとともに、腹部の傷害の推定を可能にするという
目的を達成する本発明に到達した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のダミー腹部曲げひずみ計測装置は、ダミ
ーの腹部近傍またはダミーの腹部の内部に一端を固定す
るとともに、前記腹部前面の上下方向に沿って配設され
た弾性薄板部材より成り、障害物が前記腹部に衝突した
時の前記腹部の曲げひずみを検出するための複数のゲー
ジが長手方向に配設されたバンドと、該バンドに配設さ
れた前記ゲージによって検出された前記バンドの各部位
の曲げひずみに基づき、前記バンドの各部位の曲げひず
みの時間的推移である曲げひずみの時刻歴を計測する計
測装置とから成るものである。

【０００８】本発明（請求項２に記載の第２発明）の腹
部傷害推定装置は、前記第１発明に対して、前記ゲージ
によって検出された前記バンドの各部位の曲げひずみに
基づき、前記バンドの各部位の変形量及び変形速度の時
間的推移である変形量及び変形速度の時刻歴を計測する
変形量・変形速度計測装置と、前記計測された前記変形
量の時刻歴と変形速度の時刻歴とに基づき前記腹部の傷
害を推定する傷害推定装置とを付加したものである。

【０００９】本発明（請求項３に記載の第３発明）のダ
ミー腹部曲げひずみ計測装置あるいはそれを用いた傷害
推定装置は、前記第１発明あるいは第２発明に対して、
前記腹部に沿って配設され前記バンドを構成する前記弾
性薄板部材が介挿されるガイド部材を付加するととも
に、該ガイド部材と前記弾性薄板部材との当接面の摩擦
力を低減する摩擦力低減部材を付加した、あるいは、該
ガイド部材を前記摩擦力低減部材で構成したものであ
る。

【００１０】

【作用】上記構成より成る第１発明のダミー腹部曲げひ
ずみ計測装置は、一端が固定され前記腹部前面の上下方
向に沿って配設された弾性薄板部材より成る前記バンド
の長手方向に配設された複数のゲージによって、障害物
が前記腹部に衝突した時の前記腹部の曲げひずみを検出
し、前記ゲージによって検出された前記バンドの各部位
の曲げひずみに基づき、前記計測装置が前記バンドの各
部位の曲げひずみの時間的推移である曲げひずみの時刻
歴を計測するものである。

【００１１】上記構成より成る第２発明の腹部傷害推定
装置は、前記変形量・変形速度計測装置が、前記ゲージ
によって検出された前記バンドの各部位の曲げひずみに
基づき、前記バンドの各部位の変形量および変形速度の
時間的推移である変形量および変形速度の時刻歴を計測
し、前記傷害推定装置が、前記計測された前記変形量の
時刻歴と変形速度の時刻歴とに基づき前記腹部の傷害を
推定するものである。

【００１２】上記構成より成る第３発明のダミー腹部曲
げひずみ計測装置あるいはそれを用いた腹部傷害推定装
置は、前記腹部に沿って配設された前記ガイド部材に前
記バンドを構成する前記弾性薄板部材が介挿され、前記
摩擦力低減部材あるいは前記ガイド部材自体が前記ガイ
ド部材と前記弾性薄板部材との当接面の摩擦力を低減す
るものである。

【００１３】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明のダミー腹部
曲げひずみ計測装置は、前記バンドに配設された複数の
ゲージによって、障害物が前記腹部に衝突した時の前記
腹部の曲げひずみを検出し、前記計測装置が前記バンド
の各部位の曲げひずみの時間的推移である曲げひずみの
時刻歴を計測するもので、部分的変形であるダミー腹部
の変形を検出するための基本データとなる曲げひずみの
データを提供するとともに、腹部の傷害の推定を可能に
するという効果を奏する。

【００１４】上記作用を奏する第２発明の腹部傷害推定
装置は、前記バンドの各部位の曲げひずみに基づき前記
バンドの各部位の変形量の時刻歴および変形速度の時刻
歴とを計測し、前記腹部の傷害を推定することを可能に
するという効果を奏する。

【００１５】上記作用を奏する第３発明のダミー腹部曲
げひずみ計測装置あるいはそれを用いた腹部傷害推定装
置は、前記ガイド部材と前記弾性薄板部材との当接面に
介挿された前記摩擦力低減部材あるいは前記ガイド部材
自体が、前記弾性薄板部材に作用する摩擦力を低減する
ので、変形量、変形量の時刻歴、変形速度の時刻歴、お
よびそれに基づく前記腹部の傷害の推定等の精確な計測
を可能にするという効果を奏する。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１７】（第１実施例）第１実施例のダミー腹部曲
げひずみ計測装置は、図１ないし図７に示すようにダミ
ー１の腹部１０の前面下端に一端を固定するとともに、
前記腹部１０の前面上下方向に沿って配設された矩形の
弾性薄板部材２０より成り、障害物としてのベルト１５
が前記腹部に衝突した時の前記腹部１０の変形量を検出
するための複数のゲージ３が長手方向に配設されたバン
ド２と、該バンド２に配設された前記ゲージ３によって
検出された前記バンド２の各部位の曲げひずみに基づ
き、前記バンドの各部位の曲げひずみの時間的推移であ
る曲げひずみの時刻歴を計測する変形量計測装置４とか
ら成るものである。

【００１８】前記ダミー１は、最下部に配設される脚部
１１の上部に配設される骨盤部１２と、該骨盤部１２の
上部に配設される背柱部１３との前方に後述されるネオ
プレン１５（商品名）のような発砲ゴムより成る前記腹
部１０が配設され、該腹部１０の上部に胸廊部１４が配
設されている。

【００１９】前記バンド２を構成する矩形の弾性薄板部
材２０は、図１および図２に示すように板厚０．１ｍ
ｍ、幅１２．７ｍｍ、長さ２９６ｍｍの短冊状のステン
レス薄板（ＳＵＳ３０１）より成り、下端において２個
のボルトによって前記腹部１０の前面下部の固定部に固
定されている。

【００２０】前記ゲージ３は、図２および図３に示すよ
うに前記矩形の弾性薄板部材２０の長手方向に例えば１
５個配設する。ついで前記弾性薄板部材およびリード線
部を形成するフレキシブルプリント基板を、片面に粘着
剤を塗布した０．１３ｍｍテフロンシートで上に置くこ
とにより相互の位置決めを行う。次いで、弾性薄板部材
上のゲージとフレキシブルプリント基板との計測用配線
を行ったあと、これらの上面を０．１３ｍｍテフロンシ
ートで覆うことにより一体のバンドとする。従って、バ
ンドは上下面をテフロンシートで覆われたものである。

【００２１】前記変形量計測装置４は、前記ベルト１５
が衝突した時の前記バンド２に配設された前記ゲージ３
によって検出された前記バンド２の各部位の変形量に基
づき、前記バンドの曲率分布および前記バンドの変形形
状の演算を行い、前記バンドの各部位の変形量の時間的
推移を求めて、変形量の時刻歴を計測演算し得る構成よ
り成る。

【００２２】前記変形量計測装置４における前記ベルト
１５が衝突した時の前記ベルトの曲率分布演算につい
て、図４を用いて以下説明する。図４は、前記バンド２
の変形形状の模式図を示し、ｘ、ｙ平面上に矩形の弾性
薄板部材２０を置き、矩形の弾性薄板部材２０の長手方
向の座標をｓとし、ｓ＝０は固定点であり、ｓ＝Ｌは終
端で自由端である。

【００２３】前記矩形の弾性薄板部材２０の中心線上長
手方向に曲げ歪みを検出するｎ個の単軸歪みゲージ（ｉ
＝１〜ｎ）が貼着されている。前記ベルトの衝突中、矩
形の弾性薄板部材を構成するステンレス薄板は、前記腹
部１０の表面に沿って変形するので、前記歪みゲージの
貼ってある各点（ｉ＝１〜ｎ）の曲げ歪みε_ｉと曲率ｋ
_ｉは、以下の数１で表される。

【数１】 前記数１において、Ｃｓは較正によって定まる定数であ
る。

【００２４】これらｎ個の離散的曲率ｋ_ｉから、ステン
レス薄板の全長間（ｓ＝０〜Ｌ）の曲率分布について、
以下に述べるように近似的に求める。

【００２５】材料力学の梁理論によれば、前記バンド２
を構成するステンレス薄板の帯に等分布荷重が作用した
場合、曲率分布ｋ（ｓ）は、ｓの２次関数で表される。
ここでは原点Ｓ＝０からゲージ番号ｉ＝２までの（ゲー
ジ番号ｉ＝１を含む）領域をＤ_１とし、以下ｉ点とｉ＋
１点の間の領域Ｄ_ｉ（ｉ＝２，ｎ−１）の曲率分布ｋ
（ｓ）を以下の数２で表されるｓの２次式で近似した。

【数２】

【００２６】上記数２において、未知数ａ_ｉ，_ｉ＋１、
ｂ_ｉ，_ｉ＋１、Ｃ_ｉ，_ｉ＋１は、以下の条件で求められ
る。条件１．歪みゲージ位置（ｓ_１〜ｓ_ｎ）での曲率
（ｋ_１〜ｋ_ｎ）が求められているので、ｋ_ｉ ｋ_ｉ＋１
は、以下の数３および数４で表される。

【数３】

【数４】

【００２７】条件２．歪みゲージ位置（ｓ_１〜ｓ_ｎ）で
曲率の１次係数が連続であるので、以下の数５のように
表される。

【数５】

【００２８】条件３．上記数２の未知数は３ｎ−３、数
３ないし数５の数は３ｎ−４のため、もう一つの条件式
として、ｉ＝１の歪みゲージを原点近くに貼り、原点位
置をｓ＝０とし、完全固定の条件を設けると、以下の数
６のように表される。

【数６】

【００２９】以上の条件により、数２中の未知数ａ_ｉ，
_ｉ＋１、ｂ_ｉ，_ｉ＋１、Ｃ_ｉ，_ｉ＋１が定まり、曲率の
長さ方向の分布式である曲率分布ｋ（ｓ）が定まる。

【００３０】そのプロセスを詳細に示すと、以下のよう
になる。数３および数４から以下の数７が得られる。

【数７】

【００３１】上記数７のｂ_ｉ，_ｉ＋１、ｂ_ｉ＋１，
_ｉ＋２を上記数５に代入すると、以下の数８が得られ
る。

【数８】 上記数７から以下の数９が得られる。

【数９】 上記数３から以下の数１０が得られる。

【数１０】

【００３２】すなわち、数７からＣ_１，_２を数８からＣ
_ｉ＋１，_ｉ＋２；ｉ＝１〜ｎ−２を数９からｂ_ｉ，
_ｉ＋１ ；ｉ＝２〜ｎ−１を数１０からａ_ｉ，
_ｉ＋１ ；ｉ＝１〜ｎ−１を計算することにより、全未
知数（数２の係数）を決めることができ、曲率分布ｋ
（ｓ）が求まる。

【００３３】上述のように求めた曲率分布ｋ（ｓ）を使
用して、変形形状を求める演算について図５を用いて以
下説明する。腹部表面の変形曲線を求めるｘ、ｙ座標系
と記号が図５に示される。

【００３４】ひずみゲージ接着位置ｉ，ｉ＋１間の領域
Ｄ_ｉをさらに微小区間ｄｓに分割する。微小区間では曲
率分布ｋ（ｓ）を一定（円弧の一部）と仮定する。変形
曲線の傾き角度をθｓ、その増分をΔθｓとすると、増
分Δθｓは、数１１によって求めることができる。

【数１１】 ここでｋ（ｓ）の符号は、上記数１の曲げひずみε_ｉの
符号に対応するので、ｘ方向に凸の場合は負、凹の場合
は正となる。

【００３５】また、領域Ｄ_１，Ｄ_２・・・，Ｄ_ｉ−１に
ついても上記数１１が成立するから、上記数１１を領域
Ｄ_１〜Ｄ_ｉに適用すると、変形曲線の傾き各θｓは、数
１２によって求めることができる。

【数１２】 ここに、θｓ＝０は原点における傾き角度。

【００３６】また、図５に示す幾何学的関係により、θ
ｓおよびΔθｓを用いて、ｘ座標の増分Δｘ，ｙ座標の
増分Δｙは数１３および数１４から求めることができ
る。

【数１３】

【数１４】 前記バンド２を構成するステンレス薄板の帯のｘ、ｙ座
標系における変形形状は、数１３、数１４を数値積分す
ることにより求められるものである。

【００３７】上記構成より成る第１実施例のダミー腹部
曲げひずみ計測装置を用いた腹部傷害推定装置は、障害
物としてのベルト１５が前記腹部に衝突すると、ダミー
１の腹部１０の下端に一端が固定され、前記腹部１０の
上下方向に沿って配設された矩形の弾性薄板部材２０よ
り成る前記バンド２が前記腹部１０の変形に応じて変形
するので、前記バンド２の長手方向に配設された前記複
数のゲージ３によって前記腹部１０の変形量が検出さ
れ、前記変形量計測装置４が該バンド２に配設された前
記ゲージ３によって検出された前記バンド２の各部位の
変形量に基づき、上述のように前記バンドの各部位の曲
率分布および前記バンドの変形形状を演算するととも
に、変形量の時間的推移である変形量の時刻歴を計測す
るものである。

【００３７】本第１実施例のダミー腹部曲げひずみ計測
装置を用いた腹部傷害推定装置における上述の前記バン
ドの各部位の曲率分布および前記バンドの変形形状の計
算結果の妥当性について、以下に述べる。入力された前
記バンド２の形状は、図６に示すように２次曲線のよう
に変形する形状にした。

【００３８】離散的曲率を長さ方向に９点（ｎ＝９）お
よび１５点（ｎ＝１５）与え、上述した式に従い計算す
る。全区間の微小増分総数は５０００である。また原点
と最初の曲率入力点までの距離は、ｓ_１＝２ｍｍ、ｓ_２
＝５ｍｍの２種類である。

【００３９】計算結果は、図７に示される。ｎ＝９の場
合は、図６に示される入力形状と計算結果との間に差が
認められるが、ｎ＝１５の場合はその差が小さい。すな
わち、曲率を測定する歪みゲージの数が多い程、計算精
度が高くなることが明らかになる。

【００４０】また、原点と最初の曲率入力点までの距離
ｓ_１は、小さい程変形形状が精確に計算されている。し
たがって、最初の歪みゲージは、出来るだけ固定点（ｓ
＝０）に近い位置に配設するのが望ましいということに
なる。

【００４１】上記作用を奏する第１実施例のダミー腹部
曲げひずみ計測装置を用いた腹部傷害推定装置は、前記
バンド２に配設された複数のゲージ３によって、ベルト
１５が前記腹部１０に衝突した時の前記腹部１０の変形
量を検出し、前記バンド２の各部位の曲率分布および前
記バンド２の変形形状を演算するとともに、前記変形量
計測装置が前記バンドの各部位の変形量の時間的推移で
ある変形量の時刻歴を計測するもので、部分的変形であ
る前記ダミー１の前記腹部１０の変形を検出するととも
に、前記腹部１０の傷害の推定を可能にするという効果
を奏する。

【００４２】また第１実施例のダミー腹部曲げひずみ計
測装置を用いた腹部傷害推定装置は、図５に示すように
前記バンド２に貼着される曲率を測定する歪みゲージの
数を多くすると、精度の高い計測を可能にするという効
果を奏する。

【００４３】（第２実施例）第２実施例のダミー腹部曲
げひずみ計測装置を用いた腹部傷害推定装置は、図８な
いし図１２に示すようにダミー１の腹部１０の内部下端
に一端を固定するとともに、前記腹部１０の前面上下方
向に沿って配設された低摩擦材より成るガイド部材２２
に介挿されたＵ字状に配設された矩形の弾性薄板部材２
１より成り、障害物としてのインパクタ１６その他が前
記腹部１０に衝突した時の該腹部１０の変形量を検出す
るための複数のゲージ３１が長手方向に配設されたバン
ド２と、該ゲージ３１によって検出された前記バンド２
の各部位の変形量に基づき、前記バンドの各部位の変形
量の時間的推移である変形量の時刻歴を計測する変形量
計測装置４と、前記ゲージ３１によって検出された前記
バンド２の各部位の変形量に基づき、前記バンド２の各
部位の変形速度の時間的推移である変形速度の時刻歴を
計測する変形速度計測装置５と、前記計測された前記変
形量の時刻歴と変形速度の時刻歴とに基づき前記腹部の
傷害を推定する傷害推定装置６から成るものである。

【００４４】前記ダミー１は、図８および図９に示すよ
うに最下部に配設される脚部１１の上部に配設される骨
盤部１２と、該骨盤部１２の上部に配設される腰部を構
成する背柱部１３との前方にダミー腹部部材として表１
に示されるネオプレン１５（商品名）のような発砲ゴム
より成る前記腹部１０が配設され、該腹部１０の上部に
胸廊部１４が配設されている。

【表１】

【００４５】前記腹部１０は、前記ネオプレン１５の厚
さ３０ｍｍのシートを６枚積層したのち、機械加工し
た。腹部前端から２層目と３層目の間には、衝撃中の腹
部材回転防止のため、自動車シート用布を挟み、布の下
端は、縦２０ｍｍ、横７８ｍｍ、厚さ３ｍｍの鋼板２枚
でボルト締めして挟み、前記背柱固定ブロックの前端に
２本のボルトにより固定される。

【００４６】前記バンド２を構成する矩形の弾性薄板部
材２１は、図８および図９に示すようにシックネステー
プの中から選定した板厚０．１ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、
長さ３８０ｍｍの短冊状のステンレス薄板（ＳＵＳ３０
１）より成り、角部をＲ加工した下部の固定端において
２個のボルトによって前記背柱下部前面の固定部に固定
され、背中側から腹部前面側にＵ字状に配置されてい
る。本実施例においては、鋼（ＳＵＳ３０１冷間加工
材）を用いているが、これは鋼以外のばね特性が良好な
金属の薄板、あるいは、ばね特性が良好な非金属材料た
とえばプラスチックの薄板を用いてもよい。ここで、
「ばね特性が良好」とは、材料のひずみに対する比例限
度あるいは弾性限度が大きいことを意味している。

【００４７】前記ゲージ３１は、ゲージ長１ｍｍ、厚さ
０．０４ｍｍのフォイル型単軸ゲージによって構成さ
れ、図１０および図１１に示すように変形が大きい領域
には歪みゲージ間隔を密にし、変形が小さい領域には歪
みゲージ間隔を疎にして前記矩形の弾性薄板部材２１の
長手方向に歪みゲージ間隔１２ないし１８ｍｍで２５個
貼着されている。

【００４８】図１０に示すように前記矩形の弾性薄板部
材２１の長手方向に貼着された歪みゲージに対応して並
設されるフレキシプルなプリント基板に前記２５個の歪
みゲージのリード線の抵抗が同一になるとともに、曲げ
剛性が長手方向に一様になるように設計されたプリント
基板によって、リード部２３が形成されている。センサ
のひずみゲージは、半導体単結晶の箔片により製作して
鋼帯表面に絶縁性接着剤で接着して構成してもよく、あ
るいは、鋼帯表面に絶縁層を形成した後、半導体または
導体薄膜を蒸着法、スパッタリング法あるいはエッチン
グ法によって形成してもよい。ひずみゲージは抵抗変化
を利用するものであればよく、本実施例においては、箔
ゲージを接着して構成した。

【００４９】前記ゲージ３１は、図１２に示すように前
記リード線を介してブリッジ回路３２を構成し、アクテ
ィブゲージが１枚のホイートストンブリッジの１ゲージ
法を構成する。

【００５０】前記矩形の弾性薄板部材２１およびリード
部は、図８および図９に示すように厚さ０．１３ｍｍの
摩擦力低減部材を構成するテフロンシートに包まれ、前
記腹部１０の前面に両面接着テープによって貼られた厚
さ０．０８ｍｍのガイド部材を構成するテフロン製のさ
やによって構成されるガイド部材２２の中に介挿されて
いる。

【００５１】前記変形量・変形速度計測装置５は、前記
インパクタ１６が衝突した時の前記バンド２に配設され
た前記ゲージ３によって検出された前記バンド２の各部
位の曲げひずみに基づき、前記バンドの曲率分布および
前記バンドの変形形状の演算を行い、前記バンドの各部
位の変形量の時間的推移を求めて、変形量の時刻歴を計
測演算し得る構成より成る。

【００５２】前記変形量・変形速度計測装置５は、前記
ゲージ３によって検出された前記バンド２の各部位の曲
げひずみに基づき、障害物が前記腹部に衝突した当該領
域における最大変形点の時間的推移を求め、該最大変形
点の変形量の時間微分を求める演算を行うことにより、
前記バンド２の各部位の変形量及び変形速度の時間的推
移である変形量及び変形速度の時刻歴を計測し得る構成
より成る。

【００５３】前記傷害推定装置６は、前記計測された前
記変形量Ｃの時刻歴と変形速度Ｖの時刻歴とに基づき、
変形量Ｃの時間的推移における最大値Ｃｍ、ならびに、
変形量Ｃと変形速度Ｖとの積の時間的推移における最大
値ＶＣｍを求め、これらの値を腹部傷害度推定基準と比
較する演算を行うことより前記腹部の傷害を推定し得る
構成より成る。

【００５４】上記構成より成る第２実施例のダミー腹部
曲げひずみ計測装置を用いた腹部傷害推定装置は、障害
物としての前記インパクタ１６が前記腹部１０に衝突す
ると、ダミー１の腹部１０の中央下端に一端が固定さ
れ、前記腹部１０の中央から前記腹部１０の前面上下方
向に沿って配設された矩形の弾性薄板部材２１より成る
前記バンド２が前記腹部１０の変形に応じて変形するの
で、前記バンド２の長手方向に配設された前記複数のゲ
ージ３によって前記腹部１０の変形量が検出され、前記
変形量計測装置４が該バンド２に配設された前記ゲージ
３によって検出された前記バンド２の各部位の曲げひず
みに基づき、上述のように前記バンドの各部位の曲率分
布および前記バンドの変形形状を演算するとともに、前
記変形量計測装置４が変形量の時間的推移である変形量
の時刻歴を計測し、変形速度計測装置５が前記バンド２
の各部位の変形速度の時刻歴を計測し、前記傷害推定装
置６が前記変形量の時刻歴と変形速度の時刻歴とに基づ
き前記腹部の傷害を推定するものである。

【００５５】本第２実施例のダミー腹部曲げひずみ計測
装置を用いた腹部傷害推定装置およびダミー腹部部材の
有効性を確認するために、インパクタ固定用の保持具を
有し、該インパクタを保持具とともに水平方向、ないし
下方鉛直方向に高速で打ち出し、定盤上に設置したダミ
ー腹部に高速で衝突させることが可能な機能を有する歩
行者保護試験機を用いて、インパクタ衝撃試験を実施し
た。インパクタ１６は、円柱棒で直径５０ｍｍ、質量は
保持具を含み２０ｋｇであり、衝突速度は、３．０１ｍ
／ｓであり、前記ダミー１の腹部１０の変形は、本第２
実施例のダミー腹部変形計測装置および高速度写真 に
より計測および解析行った。

【００５６】上記試験において、前記インパクタ目標位
置は腹部１０の上面から下方３１ｍｍであり、この位置
は、ランバ・スパインブラケット上面から上方１０１ｍ
ｍに相当する。

【００５７】上記試験結果は、図１３に示すように実線
は本第２実施例のダミー腹部曲げひずみ計測装置を用い
た腹部傷害推定装置およびダミー腹部部材を用いた計測
結果であり、破線は高速度写真の解析結果であり、前記
インパクタ１６の衝突時０ｍｓ、衝突後の時刻１０ｍ
ｓ、２０ｍｓ、３０ｍｓ、４０ｍｓにおける変形モード
を示すもので、前記腹部へ取り付けた時の形状および衝
突中の前記腹部１０の変形モードは、両者で良く合って
いる。時刻４０ｍｓにおけるインパクタ侵入量約９６ｍ
ｍにおける差は７パーセントである。

【００５８】粘性基準ＶＣの最大値ＶＣｍを、本第２実
施例装置の胴体厚さ（２０６ｍｍ）をもとに計算してみ
たところ、本第２実施例装置による計測値が０．７ｍ／
ｓ、高速度写真による値は、０．８ｍ／ｓであった。

【００５９】前記歩行者保護試験機の先端に、治具を介
してベルト幅４８ｍｍのラップベルトを取付け、本第２
実施例装置の前記腹部１０を水平に配置し、上方からラ
ップベルトで衝撃を加えた。インパクタ質量は、２１．
１ｋｇであり、衝突速度は、２．９１ｍ／ｓ、５．１５
ｍ／ｓであり、衝撃付加位置は、ランバ・スパインブラ
ケットの上面から上方８９ｍｍである。

【００６０】衝突速度２．９１ｍ／ｓにおける結果を図
１４に示し、衝突速度５．１５ｍ／ｓにおける結果を図
１５に示し、図中実線は本第２実施例のダミー腹部変形
計測装置による計測結果であり、破線は高速度写真の解
析結果であり、本第２実施例装置による前記腹部形状
は、時刻ｔ＝０において若干の差が認められるが、衝突
中の変形モードは、両者で良く対応しており、ラップベ
ルトが衝突中に上方に移動していく様子が明らかであ
る。

【００６１】最大変形量は、衝突速度２．９１ｍ／ｓの
場合、時刻５０ｍｓにおいて、本第２実施例装置による
計測値が、８７ｍｍ、高速度写真による解析値が８９ｍ
ｍであり、誤差は２％である。衝突速度５．１５ｍ／Ｓ
の場合は、時刻３０ｍｓにおいて両者にかなりの差がみ
られる。これは、ラップベルトの底着きによる計測誤差
によるものと思われ、前記矩形の弾性薄板部材２１が塑
性変形していることなどによるものと思われる。

【００６２】上記作用を奏する第２実施例のダミー腹部
変形計測装置は、前記バンド２に配設された複数のゲー
ジ３によって、前記インパクタ１６およびベルト１５が
前記腹部１０に衝突した時の前記腹部１０の変形量を検
出し、前記バンド２の各部位の曲率分布および前記バン
ド２の変形形状を演算するとともに、前記変形量計測装
置４が図１３ないし図１５に示すように前記バンドの各
部位の変形量の時間的推移である変形量の時刻歴を計測
するもので、部分的変形である前記ダミー１の前記腹部
１０の変形を検出するという効果を奏する。

【００６３】また第２実施例のダミー腹部曲げひずみ計
測装置を用いた腹部傷害推定装置は、前記変形速度計測
装置５が、前記バンド２の各部位の変形速度の時刻歴を
計測し、前記傷害推定装置６が、前記変形量の時刻歴と
変形速度の時刻歴とに基づき前記腹部の傷害を推定する
ので、腹部の傷害を把握することが出来るという効果を
奏する。

【００６４】さらに第２実施例のダミー腹部曲げひずみ
計測装置を用いた腹部傷害推定装置は、センサに相当す
る前記バンド２を構成する前記矩形の弾性薄板部材２１
をステンレス薄帯によって構成するとともに前記リード
部をプリント基板によって構成することにより、曲げ剛
性を小さくして変形し易くするとともに、変形中に軸ひ
ずみが発生しないので、前記腹部の精確な変形形状の計
測を可能にするという効果を奏する。

【００６５】また第２実施例装置は、前記バンド２を構
成する前記矩形の弾性薄板部材２１を腹部１０の背面側
から前面側にＵ字状に配設したので、衝突時前記腹部１
０に局部的な大変形が生じても、前記矩形の弾性薄板部
材２１が動き易くするとともに、前記矩形の弾性薄板部
材２１に引張ひずみや、Ｒ加工が施された固定部付近に
おける前記矩形の弾性薄板部材２１の折れ曲がりを防止
するという効果を奏する。

【００６６】さらに第２実施例装置は、前記バンド２を
構成する前記矩形の弾性薄板部材２１をステンレス薄帯
によって構成するとともに前記リード部をプリント基板
によって構成することにより、曲げ剛性を小さくして、
減衰力が小さく、応答性が良いという効果を奏する。

【００６７】また第２実施例装置は、前記矩形の弾性薄
板部材２１およびリード部が、摩擦低減部材を構成する
テフロンシートに包まれ、前記腹部１０の前面に貼られ
たテフロン製のさやによって構成されるガイド部材２２
の中に介挿されているので、前記矩形の弾性薄板部材２
１の動きを滑らかにするので、前記矩形の弾性薄板部材
２１に引張ひずみの発生を防止して、前記腹部の精確な
変形形伏の計測を可能にするという効果を奏する。

【００６８】さらに第２実施例装置は、前記曲率を測定
するひずみゲージを２５個前記バンド２に貼着したの
で、精度の高い計測を可能にするという効果を奏する。

【００６９】また第２実施例装置は、衝突速度６ｍ／ｓ
における人体腹部応答特性に合う材料であるクロロプレ
ンゴム発泡材（ネオプレン１５（商品名））によって腹
部１０が構成されているので、腹部の傷害を精確に把握
することが出来るという効果を奏する。

【００７０】腹部材料の候補として、荷重−たわみ特性
を調査した４種類の材料の化学構造、スプリング硬さ
（度）、みかけ比重（ｇｆ／ｃｍ^３）スプリング硬さは
ＪＩＳＫ６３０１のスプリング式硬さ試験機による計測
値であり、みかけ比重は日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ
０１０１による。

【００７１】厚さ３０ｍｍの板５枚を重ね合わせて積層
した腹部材料（縦１７５ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ１５
０ｍｍ）を固定壁に平面で固定した上記表２に示される
４種類の腹部材料について、直径２５ｍｍの円柱棒を使
用したインパクタを衝突質量２０ｋｇおよび衝突速度６
ｍ／ｓで衝突させた時の荷重−たわみ応答曲線を求め、
図１８に示した。

【００７２】クロロプレンゴム発泡材（図１２中のネオ
プレン１５）の３０ｍｍの厚さのシートを積層て、機械
加工して図２０ないし図２２に示すような形状に仕上げ
たものをダミーの腰部脊柱で支えた場合の上記図１２に
おけるインバクタおよび衝突質量、焼結速度の条件と同
じ条件で衝突させた時の荷重−たわみ応答曲線を求め図
１９に示した。

【００７３】比較のために図１９においては、Ｃａｖａ
ｎａｕｇｈらがＳＡＥで発表（ＳＡＥ８６１８７８，１
９８６）した、非防腐処理死体を用い直径２５ｍｍの円
柱棒を使用したインパクタを衝突速度６．１ｍ／ｓおよ
び衝突質量３１．４ｋｇの条件で求めた荷重−たわみ特
性を併せて示した。図１９より、ネオプレン１５の特性
がＣａｖａｎａｕｇｈらの結果と良く一致していること
が分かる。

【００７４】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置を示す断面図である。

【図２】本第１実施例のバンドを示す正面図である。

【図３】本第１実施例のバンドのゲージ配設位置を示す
説明図である。

【図４】本第１実施例のバンドの変形形状を示す模式図
である。

【図５】本第１実施例における腹部表面の変形曲線を説
明するための線図である。

【図６】本第１実施例におけるバンドの変形入力形状を
示す線図である。

【図７】本第１実施例による演算結果であるバンドの変
形形状を示す線図である。

【図８】本発明の第２実施例装置を示す断面図である。

【図９】本第２実施例装置を示す斜視図である。

【図１０】本第２実施例のバンドを示す正面図である。

【図１１】本第２実施例のゲージおよびリード部を示す
斜視図である。

【図１２】本第２実施例のゲージによって構成されるブ
リッジ回路を示すブロック図である。

【図１３】本第２実施例のバンドの変形推移を示す線図
である。

【図１４】本第２実施例のバンドのラップベルトによる
衝突速度２．９１における変形推移を示す線図である。

【図１５】本第２実施例のバンドのラップベルトによる
衝突速度５．１５における変形推移を示す線図である。

【図１６】第１の従来装置のスチールバンドおよびブリ
ッジ回路を示す説明図である。

【図１７】第２の従来装置を示す説明図である。

【図１８】４種類の腹部材料の荷重−たわみ特性を示す
線図である。

【図１９】上記腹部材料（ネオプレン１５）とＣａｖａ
ｎａｕｇｈらの腹部材料の荷重−たわみ特性を示す線図
である。

【図２０】シートを積層して記載加工した腹部の他の例
を示す平面図である。

【図２１】上記腹部の後面を示す背面図である。

【図２２】上記腹部の図２０におけるＡ−Ａ線に沿う断
面を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ダミー ２ バンド ３ ゲージ ４ 変形量計測装置 １０ 腹部 １５ ベルト ２０ 矩形の弾性薄板部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西垣 英一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 池田 泰明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 佐久間 茂 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 石山 慎一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 松岡 章雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 神野 義久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 林 重希 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダミーの腹部近傍またはダミーの腹部の
   内部に一端を固定するとともに、前記腹部前面の上下方
   向に沿って配設された弾性薄板部材より成り、障害物が
   前記腹部に衝突した時の前記腹部の曲げひずみを検出す
   るための複数のゲージが長手方向に配設されたバンド
   と、 該バンドに配設された前記ゲージによって検出された前
   記バンドの各部位の曲げひずみに基づき、前記バンドの
   各部位の曲げひずみの時間的推移である曲げひずみの時
   刻歴を計測する計測装置とから成ることを特徴とするダ
   ミー腹部曲げひずみ計測装置。
2. 【請求項２】 請求項１に対して、 前記ゲージによって検出された前記バンドの各部位の曲
   げひずみに基づき、前記バンドの各部位の変形量及び変
   形速度の時間的推移である変形量及び変形速度の時刻歴
   を計測する変形量・変形速度計測装置と、 前記計測された前記変形量の時刻歴と変形速度の時刻歴
   とに基づき前記腹部の傷害を推定する傷害推定装置とを
   付加したことを特徴とする腹部傷害推定装置。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に対して、 前記腹部に沿って配設され前記バンドを構成する前記弾
   性薄板部材が介挿されるガイド部材を付加するととも
   に、 該ガイド部材と前記弾性薄板部材との当接面の摩擦力を
   低減する摩擦力低減部材を付加した、あるいは、該ガイ
   ド部材を前記摩擦力低減部材で構成することを特徴とす
   るダミー腹部曲げひずみ計測装置あるいはそれを用いた
   腹部傷害推定装置。