JP2008216224A - 衝突試験用ダミー - Google Patents
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Abstract
【課題】圧力分布や接触力などを精度良く計測することが可能な衝突試験用ダミーを提供する。
【解決手段】衝突試験用ダミーは、車両の衝突試験などに好適に用いられる。具体的には、衝突試験用ダミーは、表皮に複数の圧力センサが埋め込まれている。例えば、圧力センサは、ダミーの頭部とカーテンシールドエアバッグとが接触するような箇所や、ダミーの腰部とサイドエアバッグとが接触するような箇所などに埋め込まれている。このように構成された衝突試験用ダミーを用いることにより、圧力センサの出力に基づいて、衝突試験において圧力分布や接触力を精度良く計測することが可能となる。
【選択図】図1
【解決手段】衝突試験用ダミーは、車両の衝突試験などに好適に用いられる。具体的には、衝突試験用ダミーは、表皮に複数の圧力センサが埋め込まれている。例えば、圧力センサは、ダミーの頭部とカーテンシールドエアバッグとが接触するような箇所や、ダミーの腰部とサイドエアバッグとが接触するような箇所などに埋め込まれている。このように構成された衝突試験用ダミーを用いることにより、圧力センサの出力に基づいて、衝突試験において圧力分布や接触力を精度良く計測することが可能となる。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両の衝突試験に用いられる衝突試験用ダミーに関する。
従来から、ダミーを用いて車両における種々の試験が行われている。例えば、特許文献1には、車両用シートに人体が着座した際の圧力分布を測定可能なシート又はマットの特性試験方法が記載されている。この技術では、ダミーのシート又はマットとの接触面に取り付けられた圧力センサを用いて測定を行っている。
しかしながら、上記した特許文献1に記載された技術では、ダミーの表皮上に圧力センサを取り付けていたため、圧力センサを設けていないダミーと比べて、圧力センサの厚み等の分だけ外形寸法が変わってしまう(言い換えると表面形状が変わってしまう)傾向にあった。そのため、衝突試験を実行した場合に、ダミー搭載姿勢が正規のものと異なり、圧力分布などを精度良く検出することが困難であった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧力分布や接触力などを精度良く計測することが可能な衝突試験用ダミーを提供することを目的とする。
本発明の1つの観点では、車両の衝突試験に用いられる衝突試験用ダミーは、圧力分布が計測可能なように、前記衝突試験用ダミーの表皮に複数の圧力センサが埋め込まれていることを特徴とする。
上記の衝突試験用ダミーは、車両の衝突試験などに好適に用いられる。具体的には、衝突試験用ダミーは、表皮に複数の圧力センサ(マットセンサ)が埋め込まれている。つまり、衝突試験用ダミーにおける表皮の内側部分に、複数の圧力センサが埋め込まれている。これにより、複数の圧力センサの出力に基づいて、衝突試験において圧力分布を精度良く計測することが可能となる。また、上記のように圧力センサを表皮に埋め込むことにより、ダミーの外形寸法を、このように圧力センサが設けられていないダミーの外形寸法と概ね同一にすることができる。よって、ダミーにおける接触タイミングなどがほとんど変わらないため、圧力センサが設けられていないダミーと計測条件を概ね同一にすることが可能となる。
上記の衝突試験用ダミーの一態様では、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの頭部とカーテンシールドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれている。これにより、ダミーの頭部と車両のカーテンシールドエアバッグとの接触時の圧力分布を精度良く計測することが可能となる。
上記の衝突試験用ダミーの他の一態様では、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの腰部と車両のサイドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれている。これにより、ダミーの腰部とサイドエアバッグとの接触時の圧力分布を精度良く計測することが可能となる。
上記の衝突試験用ダミーの他の一態様では、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーにおける部位同士が接触する箇所に埋め込むことができる。上記の衝突試験用ダミーにおいて好適には、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの腰部と大腿部との接触箇所に埋め込まれている。これにより、衝突試験時において、ダミーの腰部と大腿部との接触力(言い換えると、ダミーの腰部と大腿部との間の荷重伝達)を精度良く計測することができる。したがって、このようにして計測された接触力を用いることによって、ダミーにおける各部位の内力と外力を精度良く算出することが可能となる。
上記の衝突試験用ダミーの他の一態様では、前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーとシートとの接触箇所に埋め込まれている。これにより、ダミーと車両のシートとの間の接触面垂直方向荷重を精度良く計測することができる。
好適には、前記圧力センサより得られた圧力に基づいて、前記衝突試験用ダミーとシートとの間に働く摩擦力を算出することができる。つまり、圧力センサより得られるダミーとシートとの間の垂直方向荷重より、ダミーと車両のシートとの間に働く摩擦力を精度良く算出することができる。したがって、算出された摩擦力を用いることによって、ダミーにおける各部位の外力を精度良く算出することが可能となる。
更に好適には、前記圧力センサより得られた圧力に基づいて、前記シートに対する前記衝突試験用ダミーの搭載状況を判別することができる。つまり、圧力センサより得られるダミーとシートとの間の圧力分布に基づいて、車両のシートに対するダミーの搭載状況を定量的に判別することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
[第1実施例]
まず、本発明の第1実施例に係る衝突試験用ダミー(以下、単に「ダミー」と呼ぶ。)について説明する。
まず、本発明の第1実施例に係る衝突試験用ダミー(以下、単に「ダミー」と呼ぶ。)について説明する。
図1は、本発明の第1実施例に係るダミーの頭部11を示した概略図である。図1(a)は、頭部11の斜視図を示し、図1(b)は、図1(a)中の切断線A1−A2に沿った断面図を示している。ダミーは、主に、車両の衝突試験を行う際に、圧力分布や接触力などを計測するために用いられる。なお、図1では、ダミーの頭部11以外の部分については、図示を省略している。
図1(b)に示すように、ダミーの頭部11は、主に、金属などによって構成されたスカル部12と、ゴムなどによって構成され、スカル部12を覆うように設けられ弾性部材部13と、を有する。また、弾性部材部13には、頭部11における表皮の内側部分に、圧力(荷重)を計測可能な複数の圧力センサ(マットセンサ)15が設けられている。つまり、第1実施例では、ダミーの頭部11における表皮に、複数の圧力センサ15を埋め込んでいる。この場合、圧力センサ15は、薄いフィルム状に構成されており、頭部11の表皮の内側部分に複数配列されている。これにより、衝突試験時において、複数の圧力センサ15が設けられた箇所の表面に働く接触力を精度良く計測することが可能となる。
具体的には、複数の圧力センサ15は、図1(a)中のハッチング部分B1に示す、頭部11の左側半分11aにおける表皮に埋め込まれている。つまり、第1実施例では、ダミーの頭部11と車両のカーテンシールドエアバッグ(不図示)とが接触するような箇所に、複数の圧力センサ15を埋め込んでいる。即ち、第1実施例では、圧力センサ15の出力に基づいて、ダミーの頭部11とカーテンシールドエアバッグとの接触時の圧力分布を計測する。なお、圧力センサ15に接続される配線(不図示)は、ダミーの内部を通過する(例えばスカル部12に設けられた空洞部などを通過する)ものとする。
以上のように圧力センサ15を頭部11に埋め込むことにより、衝突試験時において荷重出力を時系列で計測することで、ダミーの頭部11と車両のカーテンシールドエアバッグとの接触時の圧力分布を精度良く計測することが可能となる。つまり、頭部11とカーテンシールドエアバッグとの接触力を精度良く計測することが可能となる。
また、圧力センサ15を頭部11の表皮に埋め込むことにより、ダミーの外形寸法を、このように圧力センサ15が設けられていないダミーにおける外形寸法と概ね同一にすることができる。よって、ダミーにおける接触タイミングなどがほとんど変わらないため、圧力センサ15が設けられていないダミーと計測条件を概ね同一にすることが可能となる。更に、圧力センサ15を表皮に埋め込み、圧力センサ15に接続された配線も内部を通過させることによって、複数の圧力センサを表皮上に取り付けたダミーと比較して、配線の取り回しが容易になると共に、配線が外部にほとんど露出しないため、ダミーの耐久性を向上させることが可能となる。
なお、第1実施例に係るダミーは、例えば、以下のような方法によって製作することができる。まず、一般的な方法などによって、スカル部12を覆う弾性部材部が通常のダミーよりも若干薄く構成されたダミー(つまり、一回り小さいダミー)を製作する。この後、ダミーの表皮上に圧力センサ15を貼り付ける。次に、圧力センサ15が貼り付けられたダミーの表面を覆うように、薄い弾性部材(上記した弾性部材部と同一の部材)を被せる。これにより、ダミーの表皮に複数の圧力センサ15が埋め込まれた第1実施例に係るダミーが完成する。
なお、上記では、頭部11の左側半分11aにおける表皮に圧力センサ15を埋め込む例を示したが、この代わりに、頭部11の右側半分における表皮に圧力センサ15を埋め込んでも良いし、頭部11における表皮の全体に渡って圧力センサ15を埋め込んでも良い。
[第2実施例]
次に、本発明の第2実施例について説明する。第2実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ15が、ダミーの腰部と車両のサイドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれている点で、前述した第1実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第2実施例では、圧力センサ15の出力に基づいて、ダミーの腰部とサイドエアバッグとの接触時の圧力分布を計測する。
次に、本発明の第2実施例について説明する。第2実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ15が、ダミーの腰部と車両のサイドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれている点で、前述した第1実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第2実施例では、圧力センサ15の出力に基づいて、ダミーの腰部とサイドエアバッグとの接触時の圧力分布を計測する。
図2は、本発明の第2実施例に係るダミーの腰部21を示した概略図である。この場合、ダミーをシートに座らせた状態における腰部21の斜視図を示している。なお、図2では、ダミーにおいて、腰部21のみを取り出して示しており、腰部21以外の部分については図示を省略している。
第2実施例に係るダミーは、ダミーの腰部21と車両のサイドエアバッグ(不図示)とが接触するような箇所に、第1実施例で示したものと同様の複数の圧力センサ15(不図示)が埋め込まれている。具体的には、図2中のハッチング部分B2に示す腰部21の左側の側面部22における表皮に、複数の圧力センサ15が埋め込まれている。この場合にも、第1実施例で示したように(図1(b)参照)、圧力センサ15は、薄いフィルム状に構成されており、側面部22における表皮の内側部分に複数配列されている。また、圧力センサ15に接続される配線(不図示)は、ダミーの内部を通過するものとする。
以上のように圧力センサ15を腰部21の側面部22に埋め込むことにより、衝突試験時において荷重出力を時系列で計測することで、ダミーの腰部21と車両のサイドエアバッグとの接触時の圧力分布を精度良く計測することが可能となる。つまり、腰部21とサイドエアバッグとの接触力を精度良く計測することが可能となる。
なお、上記では、腰部21の左側の側面部22における表皮に圧力センサ15を埋め込む例を示したが、この代わりに、腰部21の右側の側面部における表皮に圧力センサ15を埋め込んでも良いし、腰部21の両方の側面部における表皮に圧力センサ15を埋め込んでも良い。
また、上記のように腰部21の表皮にのみ圧力センサ15を埋め込んだダミーを用いることに限定はされず、腰部21の表皮及び頭部の表皮に圧力センサ15を埋め込んだダミーを用いても良い。つまり、第1実施例と第2実施例とを組み合わせたダミーを用いることも可能である。
なお、第2実施例に係るダミーも、第1実施例で示した製作方法と同様の方法によって製作することができる。
[第3実施例]
次に、本発明の第3実施例について説明する。第3実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ15が、ダミーにおける部位同士が接触する箇所(具体的には、弾性部材同士が接触する箇所)に埋め込まれている点で、前述した第1実施例及び第2実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第3実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ15が、腰部と大腿部との接触箇所に埋め込まれている。詳しくは、第3実施例では、圧力センサ15の出力に基づいて、ダミーの腰部と大腿部との接触力(内力)を計測する。
次に、本発明の第3実施例について説明する。第3実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ15が、ダミーにおける部位同士が接触する箇所(具体的には、弾性部材同士が接触する箇所)に埋め込まれている点で、前述した第1実施例及び第2実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第3実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ15が、腰部と大腿部との接触箇所に埋め込まれている。詳しくは、第3実施例では、圧力センサ15の出力に基づいて、ダミーの腰部と大腿部との接触力(内力)を計測する。
図3は、本発明の第3実施例に係るダミーの腰部31を示した概略図である。この場合、ダミーをシートに座らせた状態における腰部31の斜視図を示している。なお、図3では、ダミーにおいて、腰部31のみを取り出して示しており、腰部31以外の部分については図示を省略している。
第3実施例に係るダミーは、図3中のハッチング部分B3a、B3bに示す、ダミーの腰部31と大腿部33a、33b(破線で示す)との接触箇所32a、32bに、第1実施例で示したものと同様の複数の圧力センサ15(不図示)が埋め込まれている。具体的には、圧力センサ15は、腰部31と左脚の大腿部33aとの接触箇所32a、及び腰部31と右脚の大腿部33bとの接触箇所32bに埋め込まれている。言い換えると、圧力センサ15は、腰部31と、左脚の大腿部33a及び右脚の大腿部33bとが接続される箇所に埋め込まれている。この場合にも、第1実施例で示したように(図1(b)参照)、圧力センサ15は、薄いフィルム状に構成されており、接触箇所32a、32bに複数配列されている。また、圧力センサ15に接続される配線(不図示)は、ダミーの内部を通過するものとする。
更に、接触箇所32a、32bにおける中心部分35a、35b付近には、荷重を計測可能な荷重計(不図示)が設けられている。この荷重計の出力は、ダミーの腰部31と大腿部33a、33bとの接触力(内力)を計測する場合に、上記した圧力センサ15の出力と共に用いられる。
このように圧力センサ15を接触箇所32a、32bに埋め込むことにより、衝突試験時において、ダミーの腰部31と大腿部33a、33bとの接触力(言い換えると、ダミーの腰部31と大腿部33a、33bとの間の荷重伝達)を計測することができる。具体的には、接触箇所32a、32bにおける中心部分35a、35b付近に設けられた荷重計のみの出力を用いて接触力を計測する場合と比較すると、第3実施例によれば、接触箇所32a、32bに設けられた圧力センサ15の出力を用いることにより、中心部分35a、35bを通らずに接触箇所32a、32bを通過する力を適切に計測することができるので、ダミーの腰部31と大腿部33a、33bとの接触力(内力)を精度良く計測することが可能となる。
したがって、第3実施例によれば、このようにして計測された接触力を用いることによって、ダミーにおける各部位の外力を精度良く算出することが可能となる。具体的には、第3実施例によれば、ダミーにおける部位同士の接触力を考慮しないで外力を算出する場合と比較して、外力算出値に不足が生じることは少ないと言える。
なお、上記では、ダミーにおける部位同士が接触する箇所として、腰部31と大腿部33a、33bとの接触箇所32a、32bを示したが、これ以外の接触箇所に圧力センサ15を埋め込んで接触力を計測することも可能である。
また、上記のように腰部31と大腿部33a、33bとの接触箇所32a、32bにのみ圧力センサ15を埋め込んだダミーを用いることに限定はされない。他の例では、接触箇所32a、32bだけでなく、頭部の表皮、及び腰部31の側面部における表皮の少なくともいずれか1つ以上に圧力センサ15を埋め込んだダミーを用いることができる。つまり、第3実施例に対して、前述した第1実施例及び第2実施例の少なくともいずれか1つ以上を組み合わせても良い。
なお、第3実施例に係るダミーも、第1実施例で示した製作方法と同様の方法によって製作することができる。
[第4実施例]
次に、本発明の第4実施例について説明する。第4実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ15が、ダミーとシート(車両用シート)との接触箇所に埋め込まれている点で、前述した第1実施例乃至第3実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第4実施例では、圧力センサ15の出力に基づいて、ダミーとシートとの間の接触面垂直方向荷重を計測する。そして、得られた接触面垂直方向荷重とシートの摩擦係数とに基づいて、ダミーとシートとの間に働く摩擦力を算出する。
次に、本発明の第4実施例について説明する。第4実施例に係るダミーは、複数の圧力センサ15が、ダミーとシート(車両用シート)との接触箇所に埋め込まれている点で、前述した第1実施例乃至第3実施例に係るダミーと異なる。具体的には、第4実施例では、圧力センサ15の出力に基づいて、ダミーとシートとの間の接触面垂直方向荷重を計測する。そして、得られた接触面垂直方向荷重とシートの摩擦係数とに基づいて、ダミーとシートとの間に働く摩擦力を算出する。
図4は、本発明の第4実施例に係るダミーの腰部41を示した概略図である。具体的には、ダミーの腰部41及びシート50の側面図を示しており、ダミーをシート50に座らせた状態における腰部41を示している。なお、図4では、ダミーにおいて、腰部41のみを取り出して示しており、腰部41以外の部分については図示を省略している。
第4実施例に係るダミーは、ダミーの腰部41とシート50との接触箇所に、第1実施例で示したものと同様の複数の圧力センサ15(不図示)が埋め込まれている。具体的には、圧力センサ15は、図4中のハッチング部分B4aに示すダミーの腰部41における下面部42a、及びハッチング部分B4bに示すダミーの腰部41における背面部42bに埋め込まれている。即ち、腰部41における下面部42a及び背面部42bの表皮に、複数の圧力センサ15が埋め込まれている。この場合にも、第1実施例で示したように(図1(b)参照)、圧力センサ15は、薄いフィルム状に構成されており、下面部42a及び背面部42bにおける表皮の内側部分に複数配列されている。また、圧力センサ15に接続される配線(不図示)は、ダミーの内部を通過するものとする。
このように圧力センサ15をダミーの腰部41における下面部42a及び背面部42bに埋め込むことにより、ダミーとシート50との間の接触面垂直方向荷重を計測することができる。具体的には、ダミーの下面部42aとシート50との間の接触面垂直方向荷重、及びダミーの背面部42bとシート50との間の接触面垂直方向荷重を計測する。これにより、得られた接触面垂直方向荷重とシート50の摩擦係数とに基づいて、ダミーとシート50との間に働く摩擦力を精度良く算出することが可能となる。この場合、ダミーの下面部42aとシート50との間に働く摩擦力、及びダミーの背面部42bとシート50との間に働く摩擦力をそれぞれ算出できる。具体的には、得られた接触面垂直方向荷重を「N」とし、シート50の摩擦係数を「μ」とし、ダミーとシート50との間の摩擦力を「F」とすると、摩擦力は「F=μ×N」より算出される。
以上より、第4実施例によれば、このようにして算出された摩擦力を用いることによって、ダミーにおける各部位の外力を精度良く算出することが可能となる。つまり、第4実施例によれば、ダミーからシート50の表皮へ伝わる荷重を外力算出値に適切に含ませることができると言える。
また、第4実施例によれば、ダミーとシート50との接触箇所に圧力センサ15を埋め込んでいるため、ダミーとシート50との間の圧力分布がわかる。これにより、シート50に対するダミーの搭載状況を定量的に判別することができる。したがって、ダミーの搭載状況に基づいて、複数の衝突試験を行った際の計測条件の違いなどを判別することが可能となる。例えば、ダミーの左脚側から得られた圧力分布と、ダミーの右脚側から得られた圧力分布との間に偏りが生じていた場合、ダミーがシート50に対して傾いて搭載されていたと判別することができる。
ここで、第4実施例に係るダミーを用いた計測方法と、シートに対して圧力センサを取り付けて行う計測方法(以下、「比較例に係る計測方法」と呼ぶ。)とを比較する。比較例に係る計測方法では、計測を行う毎にシートに加工が必要となり、工数負担が大きくなる傾向にある。これに対して、第4実施例に係る計測方法によれば、ダミーの表皮に圧力センサ15を埋め込んでいるため、比較例に係る計測方法と比較して、工数負担を軽減することができる。
また、比較例に係る計測方法では、衝突試験でダミーが移動することによって、ダミーにおいて摩擦力が発生している部分を適切に判定できずに、ダミーの各部位での摩擦力の計測が困難となる。これに対して、第4実施例に係る計測方法によれば、ダミーの表皮に圧力センサ15を埋め込んでいるため、衝突試験でダミーが移動しても、ダミーにおいて摩擦力が発生している部分を適切に判定することができ、ダミーの各部位での摩擦力を精度良く計測することができる。
なお、上記のようにダミーの腰部41における下面部42a及び背面部42bにのみ圧力センサ15を埋め込んだダミーを用いることに限定はされない。他の例では、下面部42a及び背面部42bだけでなく、頭部の表皮、腰部41の側面部、及び腰部41と大腿部との接触箇所の少なくともいずれか1つ以上に圧力センサ15を埋め込んだダミーを用いることができる。つまり、第4実施例に対して、前述した第1実施例乃至第3実施例の少なくともいずれか1つ以上を組み合わせても良い。
また、第4実施例に係るダミーも、第1実施例で示した製作方法と同様の方法によって製作することができる。
11 頭部
12 スカル部
13 弾性部材部
15 圧力センサ
21、31、41 腰部
50 シート
12 スカル部
13 弾性部材部
15 圧力センサ
21、31、41 腰部
50 シート
Claims (8)
- 車両の衝突試験に用いられる衝突試験用ダミーであって、
圧力分布が計測可能なように、前記衝突試験用ダミーの表皮に複数の圧力センサが埋め込まれていることを特徴とする衝突試験用ダミー。 - 前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの頭部とカーテンシールドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の衝突試験用ダミー。
- 前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの腰部とサイドエアバッグとが接触するような箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項1又は2に記載の衝突試験用ダミー。
- 前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーにおける部位同士が接触する箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の衝突試験用ダミー。
- 前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーの腰部と大腿部との接触箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項4に記載の衝突試験用ダミー。
- 前記圧力センサは、前記衝突試験用ダミーとシートとの接触箇所に埋め込まれていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の衝突試験用ダミー。
- 前記圧力センサより得られた圧力に基づいて、前記衝突試験用ダミーとシートとの間に働く摩擦力が算出されることを特徴とする請求項6に記載の衝突試験用ダミー。
- 前記圧力センサより得られた圧力に基づいて、前記シートに対する前記衝突試験用ダミーの搭載状況が判別されることを特徴とする請求項6又は7に記載の衝突試験用ダミー。
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