JP2722171B2 - 歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサー - Google Patents
歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサーInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の歩行者保護性能
を評価する試験等に用いられる試験ないし測定装置、特
に歩行者の膝部に加わる衝撃力等を測定し得る歩行者の
脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサーに関するも
のである。
を評価する試験等に用いられる試験ないし測定装置、特
に歩行者の膝部に加わる衝撃力等を測定し得る歩行者の
脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサーに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】車両、特に自動車の歩行者保護について
はISO等において受傷部位毎に区分して検討されてい
るが、ISO歩行者保護試験法ワーキンググループ(I
SO/TC22/SC10/WG2)では、その第1段
階として、脚部傷害の頻度や後遺症の重大さ等を考慮し
て脚部保護を目的とした試験法の作成作業が進められ、
この過程において、後遺症の発生頻度の高い膝関節の靭
帯傷害が評価できるものとして膝関節の近傍各部の質
量、形状、特性および計測項目等の在り方ないし基準が
検討されている。
はISO等において受傷部位毎に区分して検討されてい
るが、ISO歩行者保護試験法ワーキンググループ(I
SO/TC22/SC10/WG2)では、その第1段
階として、脚部傷害の頻度や後遺症の重大さ等を考慮し
て脚部保護を目的とした試験法の作成作業が進められ、
この過程において、後遺症の発生頻度の高い膝関節の靭
帯傷害が評価できるものとして膝関節の近傍各部の質
量、形状、特性および計測項目等の在り方ないし基準が
検討されている。
【0003】この場合、自動車が歩行者に衝突するとき
には、自動車が歩行者の前方あるいは後方から衝突する
よりも歩行者の側方から衝突するケースが多く、しか
も、その衝突箇所も自動車の構造上の特徴から考えると
歩行者の脚部にあるとの認識から、歩行者の脚部が受け
る傷害について検討がなされている。
には、自動車が歩行者の前方あるいは後方から衝突する
よりも歩行者の側方から衝突するケースが多く、しか
も、その衝突箇所も自動車の構造上の特徴から考えると
歩行者の脚部にあるとの認識から、歩行者の脚部が受け
る傷害について検討がなされている。
【0004】具体的には、図33に示すような3つの傷
害パターンに対応した各計測項目についてそれぞれ計測
し、得られた計測データに基づいて必要な評価を行うと
いうものである。すなわち、衝突の際に脚部が受ける負
荷を衝撃力、剪断力、曲げモーメントの3つに分類して
考え、これらの負荷を生じさせる衝撃モードを想定し且
つこの衝撃モードにより加えられる負荷に起因する主な
傷害について試験ないし評価(以下、「試験」と総称す
る)を行おうとするものである。
害パターンに対応した各計測項目についてそれぞれ計測
し、得られた計測データに基づいて必要な評価を行うと
いうものである。すなわち、衝突の際に脚部が受ける負
荷を衝撃力、剪断力、曲げモーメントの3つに分類して
考え、これらの負荷を生じさせる衝撃モードを想定し且
つこの衝撃モードにより加えられる負荷に起因する主な
傷害について試験ないし評価(以下、「試験」と総称す
る)を行おうとするものである。
【0005】例えば、衝撃力について概説すると、自動
車のバンパーが歩行者の膝部または膝部より下側の下腿
に相当する部位(以下、「下脚部」という)に衝突する
という衝撃モードを想定し、この態様で衝突したときの
傷害値を、4k N(キロニュートン)または加速度を 、
150G(Gは、重力の加速度9.8m/ sec 2)以下に
抑えるように、また、このとき膝部より上側の大腿に相
当する部位(以下、「上脚部」という)および膝部と下
脚部との間に働く剪断力に起因する傷害値については、
4k Nまたは5°(膝屈曲角度)以下に、さらに、膝部
に働く曲げモーメント(上脚部と下脚部との角度)に起
因する傷害値については、 100〜200 Nm (ニュートン
メータ)または15°(膝屈曲角度)以下に抑えるような
基準が提案されている。
車のバンパーが歩行者の膝部または膝部より下側の下腿
に相当する部位(以下、「下脚部」という)に衝突する
という衝撃モードを想定し、この態様で衝突したときの
傷害値を、4k N(キロニュートン)または加速度を 、
150G(Gは、重力の加速度9.8m/ sec 2)以下に
抑えるように、また、このとき膝部より上側の大腿に相
当する部位(以下、「上脚部」という)および膝部と下
脚部との間に働く剪断力に起因する傷害値については、
4k Nまたは5°(膝屈曲角度)以下に、さらに、膝部
に働く曲げモーメント(上脚部と下脚部との角度)に起
因する傷害値については、 100〜200 Nm (ニュートン
メータ)または15°(膝屈曲角度)以下に抑えるような
基準が提案されている。
【0006】そのため、これらの傷害値を計測し得る測
定装置が求められているが、ISO等では、このような
計測を行う方法として、人体の脚部を模擬して製作し
た、いわゆる脚部インパクタ(以下、「ダミー脚部」と
いう)を自動車に衝突させる方法が考えられている。
定装置が求められているが、ISO等では、このような
計測を行う方法として、人体の脚部を模擬して製作し
た、いわゆる脚部インパクタ(以下、「ダミー脚部」と
いう)を自動車に衝突させる方法が考えられている。
【0007】そして、このときに使用するダミー脚部に
ついては、(A) 人体の膝部の特性を充分に模擬し得
ること、(B) 衝撃時に膝部にかかる剪断力と曲げモ
ーメントが計測できること、(C) 衝撃時に下脚部に
かかる衝撃力等が計測できること、が必要事項として挙
げられ、また、このような事情の下においてこの計測に
使用されるダミー脚部の具体的構成も既に種々提案され
ている。
ついては、(A) 人体の膝部の特性を充分に模擬し得
ること、(B) 衝撃時に膝部にかかる剪断力と曲げモ
ーメントが計測できること、(C) 衝撃時に下脚部に
かかる衝撃力等が計測できること、が必要事項として挙
げられ、また、このような事情の下においてこの計測に
使用されるダミー脚部の具体的構成も既に種々提案され
ている。
【0008】例えば図34に示すのは、財団法人日本自
動車研究所が発行する機関紙「自動車研究 第15巻
第11号(平成5年11月)」第19頁〜第22頁(以
下「公知文献」という)に記載された従来型のダミー脚
部の一例である。この従来例では、人体の下腿部に相当
する下脚部材81と大腿部に相当する上脚部材82と
を、膝部に相当する可撓性を有する膝部材83により連
結して、骨格部分(本発明のダミー脚部用センサーに相
当)となし、これを人体の皮膚部と肉部に相当する表皮
体で被覆するような構成となっている。
動車研究所が発行する機関紙「自動車研究 第15巻
第11号(平成5年11月)」第19頁〜第22頁(以
下「公知文献」という)に記載された従来型のダミー脚
部の一例である。この従来例では、人体の下腿部に相当
する下脚部材81と大腿部に相当する上脚部材82と
を、膝部に相当する可撓性を有する膝部材83により連
結して、骨格部分(本発明のダミー脚部用センサーに相
当)となし、これを人体の皮膚部と肉部に相当する表皮
体で被覆するような構成となっている。
【0009】そして、下脚部材81の上側部分と上脚部
材82の下側部分とにそれぞれひずみゲージ89を添着
し、これらのひずみゲージ89からの出力値を変換する
ことによって、膝部にかかる衝撃力、曲げモーメントを
計測するようにしている。この従来例の特徴は、全体の
形状が略円筒形で且つ構造が比較的簡単になっているこ
とである。また、図35に示すのは、上記公知文献に記
載の従来型のダミー脚部の他の例である。
材82の下側部分とにそれぞれひずみゲージ89を添着
し、これらのひずみゲージ89からの出力値を変換する
ことによって、膝部にかかる衝撃力、曲げモーメントを
計測するようにしている。この従来例の特徴は、全体の
形状が略円筒形で且つ構造が比較的簡単になっているこ
とである。また、図35に示すのは、上記公知文献に記
載の従来型のダミー脚部の他の例である。
【0010】この従来例では、下脚部材81と上脚部材
82とを連結する膝部83′に、膝部の負荷計測用のク
ランク機構のジョイント83a′と、その両側方向(人
体の前後方向に相当)に設けられた曲げ部材(可撓性部
材)83b′とから成る複雑な構造を用い、且つ、ポテ
ンショメータ(図示なし)をセンサーとして用い、予め
静的な状態でポテンショメータの較正を行い、その較正
値から膝の屈曲角度、荷重、曲げモーメントを計測する
ようにしている。この従来例の特徴は、センサーとして
ポテンショメータのみを利用した点にある。
82とを連結する膝部83′に、膝部の負荷計測用のク
ランク機構のジョイント83a′と、その両側方向(人
体の前後方向に相当)に設けられた曲げ部材(可撓性部
材)83b′とから成る複雑な構造を用い、且つ、ポテ
ンショメータ(図示なし)をセンサーとして用い、予め
静的な状態でポテンショメータの較正を行い、その較正
値から膝の屈曲角度、荷重、曲げモーメントを計測する
ようにしている。この従来例の特徴は、センサーとして
ポテンショメータのみを利用した点にある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図34
に示す従来型のダミー脚部では、ひずみゲージ89がダ
ミー脚部の表面に設けられているために、衝突方向や計
測方向が限られるということが問題となり、一方、図3
5に示す従来型のダミー脚部では、その特徴の1つとな
っている角度のみ検出する方式であり、直接衝撃力やモ
ーメントをとっていないために所要の精度が得られず、
且つ信頼性に欠ける欠点がある。
に示す従来型のダミー脚部では、ひずみゲージ89がダ
ミー脚部の表面に設けられているために、衝突方向や計
測方向が限られるということが問題となり、一方、図3
5に示す従来型のダミー脚部では、その特徴の1つとな
っている角度のみ検出する方式であり、直接衝撃力やモ
ーメントをとっていないために所要の精度が得られず、
且つ信頼性に欠ける欠点がある。
【0012】さらに、両方の従来型ダミー脚部とも、衝
突位置の精度により高い精度が要求されるという点での
問題もある。従って、このような問題点を持つ従来型の
ダミー脚部をもって、要求されるような高い評価に対応
させることは著しく困難であるという状況下にあった。
突位置の精度により高い精度が要求されるという点での
問題もある。従って、このような問題点を持つ従来型の
ダミー脚部をもって、要求されるような高い評価に対応
させることは著しく困難であるという状況下にあった。
【0013】そのため、本発明者等は、これらの実情を
考慮し、しかも、(イ) 膝部にかかる衝撃力等のデー
タをより簡便に得られること、(ロ) 膝部への負荷が
各軸方向の分力として特に変換せずに直接計測できるこ
と、(ハ) センサーを小型化して、脚部形状に影響を
与えないように膝部に内蔵できること、(ニ) 簡単な
膝部が取り付けられること、等の諸条件を踏まえた上
で、ISO等の基準に対応し得る構造を具えたダミー脚
部を研究し且つ試作を行った。
考慮し、しかも、(イ) 膝部にかかる衝撃力等のデー
タをより簡便に得られること、(ロ) 膝部への負荷が
各軸方向の分力として特に変換せずに直接計測できるこ
と、(ハ) センサーを小型化して、脚部形状に影響を
与えないように膝部に内蔵できること、(ニ) 簡単な
膝部が取り付けられること、等の諸条件を踏まえた上
で、ISO等の基準に対応し得る構造を具えたダミー脚
部を研究し且つ試作を行った。
【0014】この試作したダミー脚部(以下、「試作ダ
ミー脚部」という)Dは、先ず、図36に示すように、
下脚部材81の上端部分に形成した略円柱状の第1衝撃
力検出部84と上脚部材82の下端部分に形成した略円
柱状の第2衝撃力検出部85とを、それぞれの円柱軸上
に配設した略円形断面を持つ可撓性部材によって一体化
するように連結して、膝部材83の骨格部分を構成し、
図37に示すように、これらを人体脚部の肉部および形
状に似せた適宜の表皮体86で包んで人体のダミー脚部
を構成する。
ミー脚部」という)Dは、先ず、図36に示すように、
下脚部材81の上端部分に形成した略円柱状の第1衝撃
力検出部84と上脚部材82の下端部分に形成した略円
柱状の第2衝撃力検出部85とを、それぞれの円柱軸上
に配設した略円形断面を持つ可撓性部材によって一体化
するように連結して、膝部材83の骨格部分を構成し、
図37に示すように、これらを人体脚部の肉部および形
状に似せた適宜の表皮体86で包んで人体のダミー脚部
を構成する。
【0015】そして、図38に示すように、第1衝撃力
検出部84の円柱軸を挟んだ略対称的な位置に一対のひ
ずみゲージ87a、87bを添着し、同様に、第2衝撃
力検出部85の円柱軸を挟んだ略対称的な位置にも別の
一対のひずみゲージ88a、88bを添着して、人体の
両側方向(Y軸方向)に作用する力Fy を検出し得るよ
うにすると共に、この各一対のひずみゲージ(87a、
87b)、(88a、88b)により、Y軸方向と互い
に直交するX軸方向(人体の前後方向)を中心とした曲
げモーメントMx をも検出し得るように構成したもので
ある。そして、この試作ダミー脚部Dを用いて衝突実験
を行った。この衝突実験は、図39に示すように、先
ず、試作ダミー脚部D(81〜88)を適宜の切り離し
装置91によって鉛直の状態に吊下げ、その膝部材83
が車両92のフードエッジ92aの高さに、その下脚部
材81が車両92のバンパー92bの高さに位置するよ
うに位置決めする。
検出部84の円柱軸を挟んだ略対称的な位置に一対のひ
ずみゲージ87a、87bを添着し、同様に、第2衝撃
力検出部85の円柱軸を挟んだ略対称的な位置にも別の
一対のひずみゲージ88a、88bを添着して、人体の
両側方向(Y軸方向)に作用する力Fy を検出し得るよ
うにすると共に、この各一対のひずみゲージ(87a、
87b)、(88a、88b)により、Y軸方向と互い
に直交するX軸方向(人体の前後方向)を中心とした曲
げモーメントMx をも検出し得るように構成したもので
ある。そして、この試作ダミー脚部Dを用いて衝突実験
を行った。この衝突実験は、図39に示すように、先
ず、試作ダミー脚部D(81〜88)を適宜の切り離し
装置91によって鉛直の状態に吊下げ、その膝部材83
が車両92のフードエッジ92aの高さに、その下脚部
材81が車両92のバンパー92bの高さに位置するよ
うに位置決めする。
【0016】次に、吊下状態にある試作ダミー脚部D
(81〜88)の側面に、試作ダミー脚部D(81〜8
8)を挟んで車両92の反対側の位置に設けた射出手段
93を適宜の柔軟部材93aを介して当接させる。そし
て、この状態で射出手段93を図の左方向に向って急速
移動させることにより、試作ダミー脚部D(81〜8
8)を衝突時の車両速度に見合う速力で打出して車両9
2に衝突させるという実験である。
(81〜88)の側面に、試作ダミー脚部D(81〜8
8)を挟んで車両92の反対側の位置に設けた射出手段
93を適宜の柔軟部材93aを介して当接させる。そし
て、この状態で射出手段93を図の左方向に向って急速
移動させることにより、試作ダミー脚部D(81〜8
8)を衝突時の車両速度に見合う速力で打出して車両9
2に衝突させるという実験である。
【0017】この実験の結果、打出し後の試作ダミー脚
部D(81〜88)には、回転などの挙動はなく、直立
状態のままで車両92に衝突して膝部材83の部分で折
れ曲ることが分り、且つ、衝突後は予定した各計測項目
とも膝部材83にかかる衝撃力等のデータが得られた。
部D(81〜88)には、回転などの挙動はなく、直立
状態のままで車両92に衝突して膝部材83の部分で折
れ曲ることが分り、且つ、衝突後は予定した各計測項目
とも膝部材83にかかる衝撃力等のデータが得られた。
【0018】このことから、本発明者等は、 (i) 膝部材83を取付けることにより衝突時(衝撃
時)の膝部の曲りを再現することができる。 (ii) 衝撃力やモーメント等、各軸方向の分力を変換
せずに直接計測することができる。 (iii ) 膝部材83は、製作が容易な軟鋼丸棒が使用
できる。 (iv) 表皮体86や下脚部材81および上脚部材82
の形状については、衝突精度や再現性の面からの検討が
必要である。 という貴重な結論を得ることができ、同時に、試作ダミ
ー脚部81〜88の有用性を確認することができた。
時)の膝部の曲りを再現することができる。 (ii) 衝撃力やモーメント等、各軸方向の分力を変換
せずに直接計測することができる。 (iii ) 膝部材83は、製作が容易な軟鋼丸棒が使用
できる。 (iv) 表皮体86や下脚部材81および上脚部材82
の形状については、衝突精度や再現性の面からの検討が
必要である。 という貴重な結論を得ることができ、同時に、試作ダミ
ー脚部81〜88の有用性を確認することができた。
【0019】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、この試作ダミー脚
部に更に改良を加え、ISO等で検討されている計測項
目および計測基準に対しても、精度的に、操作的に、構
造的にそれぞれ充分に対応することができる歩行者の脚
部保護試験に用いるダミー脚部用センサー、すなわち、
小型で且つ簡単な構成でありながら、所望の方向成分の
分力および膝部角度の計測を同時に直接的に且つ簡便に
行うことができ、さらに、膝部への直接の衝撃に対して
も少なくとも衝撃力、剪断力、曲げモーメントおよび張
力などの計測項目の計測が可能な歩行者の脚部保護試験
に用いるダミー脚部用センサーを提供することにある。
たもので、その目的とするところは、この試作ダミー脚
部に更に改良を加え、ISO等で検討されている計測項
目および計測基準に対しても、精度的に、操作的に、構
造的にそれぞれ充分に対応することができる歩行者の脚
部保護試験に用いるダミー脚部用センサー、すなわち、
小型で且つ簡単な構成でありながら、所望の方向成分の
分力および膝部角度の計測を同時に直接的に且つ簡便に
行うことができ、さらに、膝部への直接の衝撃に対して
も少なくとも衝撃力、剪断力、曲げモーメントおよび張
力などの計測項目の計測が可能な歩行者の脚部保護試験
に用いるダミー脚部用センサーを提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明は、直立した人体の前後方
向に相当する方向をX軸、人体の側面方向に相当する方
向をY軸、人体の上下方向に相当する方向をZ軸と規定
したときに、車両の最先端部と人体脚部の下側部位であ
る下脚部に相当し且つ衝撃力測定時にZ軸上に設定され
る下脚部材とが、Y軸方向から衝突したときに、人体脚
部の膝部に相当する膝部材に生じる少なくとも衝撃力、
剪断力、X軸回りの曲げモーメントおよびZ軸方向の張
力を測定する歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部
用センサーであって、人体脚部の上側部位である上脚部
に相当し且つ衝撃力測定時にZ軸上に設定される上脚部
材と、前記下脚部材に一体的に結合され得る固定側剛体
部とこの固定側剛体部に起歪柱体を介して連接された連
結側剛体部とを有し、且つ、この連結側剛体部が前記膝
部材の一端領域に結合された第1多分力計と、前記上脚
部材に一体的に結合され得る固定側剛体部とこの固定側
剛体部に起歪柱体を介して連接された連結側剛体部とを
有し、且つ、この連結側剛体部が前記膝部材の他端領域
に結合された第2多分力計と、前記第1多分力計内に設
けられた第1角度変換器と、前記第2多分力計内に設け
られた第2角度変換器と、前記第1角度変換器と前記第
2角度変換器とを、Z軸方向への相対運動を許容し得る
ように連結する角度変換器連結手段と、を有し、前記車
両の最先端部と前記下脚部材とがY軸方向から衝突した
ときに、前記第1多分力計からの出力値と前記第2多分
力計からの出力値に基づいて、前記膝部材に生じる少な
くとも剪断力、X軸回りの曲げモーメントおよびZ軸方
向の張力を計測することが可能で、且つ、前記第1角度
変換器からの出力値と前記第2角度変換器からの出力値
に基づいて、少なくとも剪断力およびX軸回りの曲げモ
ーメントに係わる変形角度を計測することが可能である
ように構成したことを特徴とするものである。
めに、請求項1に記載の発明は、直立した人体の前後方
向に相当する方向をX軸、人体の側面方向に相当する方
向をY軸、人体の上下方向に相当する方向をZ軸と規定
したときに、車両の最先端部と人体脚部の下側部位であ
る下脚部に相当し且つ衝撃力測定時にZ軸上に設定され
る下脚部材とが、Y軸方向から衝突したときに、人体脚
部の膝部に相当する膝部材に生じる少なくとも衝撃力、
剪断力、X軸回りの曲げモーメントおよびZ軸方向の張
力を測定する歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部
用センサーであって、人体脚部の上側部位である上脚部
に相当し且つ衝撃力測定時にZ軸上に設定される上脚部
材と、前記下脚部材に一体的に結合され得る固定側剛体
部とこの固定側剛体部に起歪柱体を介して連接された連
結側剛体部とを有し、且つ、この連結側剛体部が前記膝
部材の一端領域に結合された第1多分力計と、前記上脚
部材に一体的に結合され得る固定側剛体部とこの固定側
剛体部に起歪柱体を介して連接された連結側剛体部とを
有し、且つ、この連結側剛体部が前記膝部材の他端領域
に結合された第2多分力計と、前記第1多分力計内に設
けられた第1角度変換器と、前記第2多分力計内に設け
られた第2角度変換器と、前記第1角度変換器と前記第
2角度変換器とを、Z軸方向への相対運動を許容し得る
ように連結する角度変換器連結手段と、を有し、前記車
両の最先端部と前記下脚部材とがY軸方向から衝突した
ときに、前記第1多分力計からの出力値と前記第2多分
力計からの出力値に基づいて、前記膝部材に生じる少な
くとも剪断力、X軸回りの曲げモーメントおよびZ軸方
向の張力を計測することが可能で、且つ、前記第1角度
変換器からの出力値と前記第2角度変換器からの出力値
に基づいて、少なくとも剪断力およびX軸回りの曲げモ
ーメントに係わる変形角度を計測することが可能である
ように構成したことを特徴とするものである。
【0021】請求項2に記載の発明は、前記第1多分力
計または前記下脚部材における前記Y軸方向からの衝突
力が直接加えられない部位に第1加速度変換器を設置
し、この第1の加速度変換器からの出力値に基づいて、
前記膝部材に生じる衝撃力を計測することが可能である
ように構成したことを特徴とするものである。
計または前記下脚部材における前記Y軸方向からの衝突
力が直接加えられない部位に第1加速度変換器を設置
し、この第1の加速度変換器からの出力値に基づいて、
前記膝部材に生じる衝撃力を計測することが可能である
ように構成したことを特徴とするものである。
【0022】請求項3に記載の発明は、前記第1多分力
計の起歪柱体と前記第2多分力計の起歪柱体とは、それ
ぞれがZ軸から等距離だけ離れた位置で且つそれぞれの
間の角度間隔が等しく設定された位置に形成された各4
本の矩形断面または正方形断面を持つ単位起歪柱体を有
する起歪柱体として構成され、さらに、前記第1多分力
計の起歪柱体の各々および前記第2多分力計の起歪柱体
の各々のそれぞれ4個の外表面に、少なくとも、Y軸方
向の力印加に起因して撓む際に前記各々の単位起歪柱体
に生じるY軸方向のひずみを検出し得るひずみゲージ
と、Z軸方向のひずみを検出し得るひずみゲージと、X
軸回りに働く曲げモーメントとを検出し得るひずみゲー
ジをそれぞれに具えた起歪柱体として構成されているこ
とを特徴とするものである。
計の起歪柱体と前記第2多分力計の起歪柱体とは、それ
ぞれがZ軸から等距離だけ離れた位置で且つそれぞれの
間の角度間隔が等しく設定された位置に形成された各4
本の矩形断面または正方形断面を持つ単位起歪柱体を有
する起歪柱体として構成され、さらに、前記第1多分力
計の起歪柱体の各々および前記第2多分力計の起歪柱体
の各々のそれぞれ4個の外表面に、少なくとも、Y軸方
向の力印加に起因して撓む際に前記各々の単位起歪柱体
に生じるY軸方向のひずみを検出し得るひずみゲージ
と、Z軸方向のひずみを検出し得るひずみゲージと、X
軸回りに働く曲げモーメントとを検出し得るひずみゲー
ジをそれぞれに具えた起歪柱体として構成されているこ
とを特徴とするものである。
【0023】
【0024】
【0025】
【作用】上記のように構成された歩行者の脚部保護試験
に用いるダミー脚部用センサーは、直立した人体の前後
方向に相当する方向をX軸、人体の側面方向に相当する
方向をY軸、人体の上下方向に相当する方向をZ軸と規
定したときに、ダミー脚部用センサーの下脚部材に設け
た第1多分力計からの出力と上脚部材に設けた第2多分
力計の出力とに基づいて、車両がY軸方向からダミー脚
部用センサーの下脚部材に衝突したときに膝部材に生じ
る剪断力Fs 、Z軸方向に生じる張力Fz、X軸回りに
働く曲げモーメントMx を、それぞれ直接的に且つ簡便
に計測することができる。
に用いるダミー脚部用センサーは、直立した人体の前後
方向に相当する方向をX軸、人体の側面方向に相当する
方向をY軸、人体の上下方向に相当する方向をZ軸と規
定したときに、ダミー脚部用センサーの下脚部材に設け
た第1多分力計からの出力と上脚部材に設けた第2多分
力計の出力とに基づいて、車両がY軸方向からダミー脚
部用センサーの下脚部材に衝突したときに膝部材に生じ
る剪断力Fs 、Z軸方向に生じる張力Fz、X軸回りに
働く曲げモーメントMx を、それぞれ直接的に且つ簡便
に計測することができる。
【0026】
【0027】さらに、上記のダミー脚部用センサーは、
第1多分力計側に設けた第1加速度変換器からの出力に
基づいて、衝突時に膝部材に生じる衝撃力に対応する加
速度αをそれぞれ直接的に且つ簡便に計測することがで
きる。
第1多分力計側に設けた第1加速度変換器からの出力に
基づいて、衝突時に膝部材に生じる衝撃力に対応する加
速度αをそれぞれ直接的に且つ簡便に計測することがで
きる。
【0028】
【実施例】以下、図示の実施例に基づいて本発明に係る
歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサー
(以下の説明では、単に「ダミー脚部用センサー」とい
う)の構成および作用を説明する。なお、この図示実施
例における計測項目は、自動車が走行者の、例えば左側
方から衝突したときに膝部にかかるY軸方向の衝撃力F
c と、膝部を剪断せしめる剪断力Fs と、X軸回りに働
く曲げモーメントMx と、膝部のZ軸方向に作用する張
力Fz および膝部材の屈曲角度θの5項目である。
歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサー
(以下の説明では、単に「ダミー脚部用センサー」とい
う)の構成および作用を説明する。なお、この図示実施
例における計測項目は、自動車が走行者の、例えば左側
方から衝突したときに膝部にかかるY軸方向の衝撃力F
c と、膝部を剪断せしめる剪断力Fs と、X軸回りに働
く曲げモーメントMx と、膝部のZ軸方向に作用する張
力Fz および膝部材の屈曲角度θの5項目である。
【0029】この5つの計測項目を計測する手段とし
て、2つの多分力計と2つのポテンショメータと1つの
加速度変換器を用いる。すなわち、衝撃力Fc を計測す
るために、加速度変換器を用い、剪断力Fs および曲げ
モーメントMx を計測するために、多分力計、屈曲角度
θを計測するためにポテンショメータを用いるのであ
る。
て、2つの多分力計と2つのポテンショメータと1つの
加速度変換器を用いる。すなわち、衝撃力Fc を計測す
るために、加速度変換器を用い、剪断力Fs および曲げ
モーメントMx を計測するために、多分力計、屈曲角度
θを計測するためにポテンショメータを用いるのであ
る。
【0030】図1は、本発明に係るダミー脚部用センサ
ーの概略構造を模式的に示す斜視図、図2は、図1のダ
ミー脚部用センサーを正面(X軸方向)から見たときの
外観概略構造を示す正面外観図、図3は、図1のダミー
脚部用センサーを側面から(Y軸方向)から見たときの
外観概略構造を示す側面外観図である。
ーの概略構造を模式的に示す斜視図、図2は、図1のダ
ミー脚部用センサーを正面(X軸方向)から見たときの
外観概略構造を示す正面外観図、図3は、図1のダミー
脚部用センサーを側面から(Y軸方向)から見たときの
外観概略構造を示す側面外観図である。
【0031】さて、図示例のダミー脚部用センサーは、
図1に示すように、人体の下脚部(下腿部)に相当する
下脚部材1に一体的に結合された第1起歪体10と、上
脚部(大腿部)に相当する上脚部材2に一体的に結合さ
れた第2起歪体30とが、互いにZ軸方向に所定の間隔
を隔てて対向するような構造のダミー脚部用センサーと
して構成されている。
図1に示すように、人体の下脚部(下腿部)に相当する
下脚部材1に一体的に結合された第1起歪体10と、上
脚部(大腿部)に相当する上脚部材2に一体的に結合さ
れた第2起歪体30とが、互いにZ軸方向に所定の間隔
を隔てて対向するような構造のダミー脚部用センサーと
して構成されている。
【0032】この場合、2つの起歪体10、30は、図
2にも示すように、適宜の第1および第2連結固定ねじ
5、5′をもって各々のX軸上の前後2個所の位置に取
付けられた一対の膝部材3、4により、互いに一体化す
るような状態で連結され、しかも、図3、図4にも示す
ように、各々のZ軸上に設けられた膝屈曲角度検出機構
部50により、Z軸方向には相対変位し得るがX軸方向
およびY軸方向には互いに一体的に変位し得るように連
結されるようにも構成されている。なお、一対の膝部材
3、4と膝屈曲角度検出機構部50の詳細構成について
は、それぞれ後述する。
2にも示すように、適宜の第1および第2連結固定ねじ
5、5′をもって各々のX軸上の前後2個所の位置に取
付けられた一対の膝部材3、4により、互いに一体化す
るような状態で連結され、しかも、図3、図4にも示す
ように、各々のZ軸上に設けられた膝屈曲角度検出機構
部50により、Z軸方向には相対変位し得るがX軸方向
およびY軸方向には互いに一体的に変位し得るように連
結されるようにも構成されている。なお、一対の膝部材
3、4と膝屈曲角度検出機構部50の詳細構成について
は、それぞれ後述する。
【0033】ところで、第1起歪体10は、図4〜図
7、図10にその詳細構造を示すように、下脚部材1に
直接結合される第1固定側剛体部11と、この第1固定
側剛体部11の上方に所定の間隔で対向する第1連結側
剛体部12と、この上下2つの剛体部11、12を連接
する4本の第1起歪柱体13〜16と、第1連結側剛体
部12および第1起歪柱体13〜16を保護するための
第1カバー部材17とから構成されている。
7、図10にその詳細構造を示すように、下脚部材1に
直接結合される第1固定側剛体部11と、この第1固定
側剛体部11の上方に所定の間隔で対向する第1連結側
剛体部12と、この上下2つの剛体部11、12を連接
する4本の第1起歪柱体13〜16と、第1連結側剛体
部12および第1起歪柱体13〜16を保護するための
第1カバー部材17とから構成されている。
【0034】この場合、第1固定側剛体部11は、下脚
部材1に直接結合する、例えば円柱状の第1部材接合部
11aと第1カバー部材17を取付ける第1フランジ部
11bとを有する部分として形成されている。第1連結
側剛体部12は、図5〜図7にその詳細を示すように、
その中心部分が上下(Z軸)方向に貫通した第1中空部
12aとして形成されている。この第1中空部12a
は、第1角度変換器51の第1ポテンショメータ保持部
材54をX軸回りに回動可能に収容するためのものであ
る。
部材1に直接結合する、例えば円柱状の第1部材接合部
11aと第1カバー部材17を取付ける第1フランジ部
11bとを有する部分として形成されている。第1連結
側剛体部12は、図5〜図7にその詳細を示すように、
その中心部分が上下(Z軸)方向に貫通した第1中空部
12aとして形成されている。この第1中空部12a
は、第1角度変換器51の第1ポテンショメータ保持部
材54をX軸回りに回動可能に収容するためのものであ
る。
【0035】そのため、第1中空部12aの上方から見
た開口形状12bは、図7に示すように、第1ポテンシ
ョメータ保持部材54の外形に合わせた4隅に丸みを有
する略矩形形状として形成され、また、第1ポテンショ
メータ保持部材54の回動運動の妨げにならないよう
に、第1連結側剛体部12のY軸上に位置する一対の壁
部の上端部分には、それぞれY軸方向に切り欠かれた図
4に示すような形状の各1個の切欠き部分12cが形成
され、さらに、後述する第1軸支孔12g、第1締付け
ねじ孔12h、第1円弧溝12iが設けられることにな
る。
た開口形状12bは、図7に示すように、第1ポテンシ
ョメータ保持部材54の外形に合わせた4隅に丸みを有
する略矩形形状として形成され、また、第1ポテンショ
メータ保持部材54の回動運動の妨げにならないよう
に、第1連結側剛体部12のY軸上に位置する一対の壁
部の上端部分には、それぞれY軸方向に切り欠かれた図
4に示すような形状の各1個の切欠き部分12cが形成
され、さらに、後述する第1軸支孔12g、第1締付け
ねじ孔12h、第1円弧溝12iが設けられることにな
る。
【0036】また、第1連結側剛体部12には、そのX
軸上の前後2個所の外周壁面に、一対の膝部材3、4の
下端領域を精密に嵌入させる嵌め込み凹部12d、12
eが形成されることになる。そして、この嵌め込み凹部
12d、12eには、一対の膝部材3、4の下端領域を
第1連結側剛体部12に取付けるための第1連結固定ね
じ5用の第1ねじ孔12fがX軸方向に向って形成さ
れ、さらに、第1ポテンショメータ52の第1摺動接片
取付け軸53の両端部分を精密に保持するための第1軸
支孔12gが、X軸方向に向って第1中空部12aを横
断するような状態で穿孔されている。
軸上の前後2個所の外周壁面に、一対の膝部材3、4の
下端領域を精密に嵌入させる嵌め込み凹部12d、12
eが形成されることになる。そして、この嵌め込み凹部
12d、12eには、一対の膝部材3、4の下端領域を
第1連結側剛体部12に取付けるための第1連結固定ね
じ5用の第1ねじ孔12fがX軸方向に向って形成さ
れ、さらに、第1ポテンショメータ52の第1摺動接片
取付け軸53の両端部分を精密に保持するための第1軸
支孔12gが、X軸方向に向って第1中空部12aを横
断するような状態で穿孔されている。
【0037】加えて、第1軸支孔12g内に嵌入された
第1摺動接片取付け軸53を、適宜の締付けねじ(図示
なし)を用いて所定の回転位置に固定するための第1締
付けねじ孔12hが、図7の左側に位置する壁部に第1
軸支孔12gに向って設けられている。また、第1連結
側剛体部12のX軸上の前面には、所要の幅と所要の角
度範囲とを具え且つ第1軸支孔12gを中心点とする第
1円弧溝12iが第1ポテンショメータ52の出力ケー
ブル通しのための溝として、第1中空部12aに向って
形成されている。
第1摺動接片取付け軸53を、適宜の締付けねじ(図示
なし)を用いて所定の回転位置に固定するための第1締
付けねじ孔12hが、図7の左側に位置する壁部に第1
軸支孔12gに向って設けられている。また、第1連結
側剛体部12のX軸上の前面には、所要の幅と所要の角
度範囲とを具え且つ第1軸支孔12gを中心点とする第
1円弧溝12iが第1ポテンショメータ52の出力ケー
ブル通しのための溝として、第1中空部12aに向って
形成されている。
【0038】さて、4本の第1起歪柱体13〜16は、
図10に示すように、第1固定側剛体部11の中心軸か
ら互いに等間隔の距離だけ離れ且つ互いに等角度だけ隔
てられた4個所の位置に、一方の対向する一対の平行平
面がそれぞれY軸方向を向き、他方の対向する一対の平
行平面がX軸方向を向くような矩形断面または正方形断
面の柱状部分として形成されている。
図10に示すように、第1固定側剛体部11の中心軸か
ら互いに等間隔の距離だけ離れ且つ互いに等角度だけ隔
てられた4個所の位置に、一方の対向する一対の平行平
面がそれぞれY軸方向を向き、他方の対向する一対の平
行平面がX軸方向を向くような矩形断面または正方形断
面の柱状部分として形成されている。
【0039】この場合、各々の第1起歪柱体13〜16
は、それぞれの下端部分が第1固定側剛体部11の上面
と一体化し、また、それぞれの上端部分が第1連結側剛
体部12の下面と一体化するような状態で形成されてい
る。さらに、第1起歪柱体13〜16の各々の中間高さ
領域は、Y軸方向に位置する各面のみがそれぞれの上下
領域よりも凹んだ凹面部13a、13b〜16a、16
bとして形成され、しかも、X軸方向に位置する各面が
それぞれの上下領域の面と同一面となるように形成され
ている。
は、それぞれの下端部分が第1固定側剛体部11の上面
と一体化し、また、それぞれの上端部分が第1連結側剛
体部12の下面と一体化するような状態で形成されてい
る。さらに、第1起歪柱体13〜16の各々の中間高さ
領域は、Y軸方向に位置する各面のみがそれぞれの上下
領域よりも凹んだ凹面部13a、13b〜16a、16
bとして形成され、しかも、X軸方向に位置する各面が
それぞれの上下領域の面と同一面となるように形成され
ている。
【0040】すなわち、X軸方向から見たときに、各第
1起歪柱体13〜16の中間高さ領域の幅(厚さ)が上
下領域の幅(厚さ)よりも狭く(薄く)なるような形状
に形成されている。そして、4本の第1起歪柱体13〜
16の中間高さ領域のほぼ中間高さ面内であって且つZ
軸上の点に、X軸回りに働く曲げモーメントMx の第1
起歪体10側のモーメント中心(以下、「第1モーメン
ト中心」という)P1 が設定されることになる。
1起歪柱体13〜16の中間高さ領域の幅(厚さ)が上
下領域の幅(厚さ)よりも狭く(薄く)なるような形状
に形成されている。そして、4本の第1起歪柱体13〜
16の中間高さ領域のほぼ中間高さ面内であって且つZ
軸上の点に、X軸回りに働く曲げモーメントMx の第1
起歪体10側のモーメント中心(以下、「第1モーメン
ト中心」という)P1 が設定されることになる。
【0041】なお、以下の説明では、第1起歪柱体13
〜16の中間高さ領域におけるX軸方向に位置する各面
を非凹面部と称することにする。第1カバー部材17
は、第1連結側剛体部12および第1起歪柱体13〜1
6の外周を所定の間隙を置いて囲繞するような状態をも
って設けられ、適宜の固定手段により、その下端部が第
1フランジ部11bの外周面に固定されるように設けら
れている。
〜16の中間高さ領域におけるX軸方向に位置する各面
を非凹面部と称することにする。第1カバー部材17
は、第1連結側剛体部12および第1起歪柱体13〜1
6の外周を所定の間隙を置いて囲繞するような状態をも
って設けられ、適宜の固定手段により、その下端部が第
1フランジ部11bの外周面に固定されるように設けら
れている。
【0042】この第1カバー部材17には、一対の膝部
材3、4を第1連結側剛体部12に取付ける位置に対応
する前後2個所に、一対の膝部材3、4を取付け得るよ
うな形状、大きさを持った遊び開口部17aが形成さ
れ、また、図3に示すように、X軸に沿った面(衝突個
所面と反対の面)の下方領域に、それ自体公知の構造を
有する適宜の第1加速度変換器21を取付けるための適
宜形状の加速度変換器取付け台座17bが形成されるこ
とになる。
材3、4を第1連結側剛体部12に取付ける位置に対応
する前後2個所に、一対の膝部材3、4を取付け得るよ
うな形状、大きさを持った遊び開口部17aが形成さ
れ、また、図3に示すように、X軸に沿った面(衝突個
所面と反対の面)の下方領域に、それ自体公知の構造を
有する適宜の第1加速度変換器21を取付けるための適
宜形状の加速度変換器取付け台座17bが形成されるこ
とになる。
【0043】次に、第2起歪体30についてであるが、
この第2起歪体30は、一対の膝部材3、4を挟んで第
1起歪体10と対称的で且つ逆姿勢の構造体として構成
されることになる。そのため、基本的には、第1起歪体
10の場合と同一の構造として構成されている。すなわ
ち、第2起歪体30は、上脚部材2に一体的に接続され
る第2固定側剛体部31と、第2固定側剛体部31の下
方に所定の間隔をもって対向する第2連結側剛体部32
と、この上下2つの剛体部31、32を連結する4本の
第2起歪柱体33〜36と、第2連結側剛体部32およ
び第2起歪柱体33〜36を保護するための第2カバー
部材37とから構成されている。
この第2起歪体30は、一対の膝部材3、4を挟んで第
1起歪体10と対称的で且つ逆姿勢の構造体として構成
されることになる。そのため、基本的には、第1起歪体
10の場合と同一の構造として構成されている。すなわ
ち、第2起歪体30は、上脚部材2に一体的に接続され
る第2固定側剛体部31と、第2固定側剛体部31の下
方に所定の間隔をもって対向する第2連結側剛体部32
と、この上下2つの剛体部31、32を連結する4本の
第2起歪柱体33〜36と、第2連結側剛体部32およ
び第2起歪柱体33〜36を保護するための第2カバー
部材37とから構成されている。
【0044】この場合、第2固定側剛体部31は、上脚
部材2に直接結合する、例えば円柱状の第2部材接合部
31aと、第2カバー部材37を取付ける第2フランジ
部31bとを有するものとして形成されている。第2連
結側剛体部32は、第1連結側剛体部12の場合と同様
に、その中心部分に、第2角度変換器55の第2ポテン
ショメータ保持部材58をX軸回りに回動可能に収容す
るための第2中空部32aを有するように構成されてい
る。
部材2に直接結合する、例えば円柱状の第2部材接合部
31aと、第2カバー部材37を取付ける第2フランジ
部31bとを有するものとして形成されている。第2連
結側剛体部32は、第1連結側剛体部12の場合と同様
に、その中心部分に、第2角度変換器55の第2ポテン
ショメータ保持部材58をX軸回りに回動可能に収容す
るための第2中空部32aを有するように構成されてい
る。
【0045】そのため、第2中空部32aの下方から見
た開口形状32bも、第1中空部12aの開口形状12
bと同様に4隅に丸みを有する略矩形形状として形成さ
れ、また、第2ポテンショメータ保持部材58の回動運
動の妨げにならないように、第2連結側剛体部32のY
軸上に位置する一対の壁部の下端部分には、第1連結側
剛体部12の場合と同様に、各1個の切欠き部分32c
が形成されることになる。また、第2連結側剛体部32
にも、第1連結側剛体部12の場合と同様に、一対の膝
部材3、4の上端領域を精密に嵌入させる嵌め込み凹部
32d、32eが形成されることになる。
た開口形状32bも、第1中空部12aの開口形状12
bと同様に4隅に丸みを有する略矩形形状として形成さ
れ、また、第2ポテンショメータ保持部材58の回動運
動の妨げにならないように、第2連結側剛体部32のY
軸上に位置する一対の壁部の下端部分には、第1連結側
剛体部12の場合と同様に、各1個の切欠き部分32c
が形成されることになる。また、第2連結側剛体部32
にも、第1連結側剛体部12の場合と同様に、一対の膝
部材3、4の上端領域を精密に嵌入させる嵌め込み凹部
32d、32eが形成されることになる。
【0046】そして、この嵌め込み凹部32d、32e
にも、第1連結側剛体部12の場合と同様に、一対の膝
部材3、4の上端領域を第2連結側剛体部32に取付け
るための図1に示す第2連結固定ねじ5′用の第2ねじ
孔32fがX軸方向に向って形成され、また、第2ポテ
ンショメータ56の第2摺動接片取付け軸57の両端部
分を精密に保持するための第2軸支孔32gも、X軸方
向に向って第2中空部32aを横断するような状態で穿
孔され、さらに、第2軸支孔32g内に嵌入された第2
摺動接片取付け軸57を所定の回転位置に固定するため
の第2締付けねじ孔32hや、第2軸支孔32gを中心
点とする第2円弧溝32iも、第1連結側剛体部12の
場合と同様に設けられることになる。
にも、第1連結側剛体部12の場合と同様に、一対の膝
部材3、4の上端領域を第2連結側剛体部32に取付け
るための図1に示す第2連結固定ねじ5′用の第2ねじ
孔32fがX軸方向に向って形成され、また、第2ポテ
ンショメータ56の第2摺動接片取付け軸57の両端部
分を精密に保持するための第2軸支孔32gも、X軸方
向に向って第2中空部32aを横断するような状態で穿
孔され、さらに、第2軸支孔32g内に嵌入された第2
摺動接片取付け軸57を所定の回転位置に固定するため
の第2締付けねじ孔32hや、第2軸支孔32gを中心
点とする第2円弧溝32iも、第1連結側剛体部12の
場合と同様に設けられることになる。
【0047】さて、4本の第2起歪柱体33〜36も、
第1起歪柱体13〜16の場合と同じ要領で形成される
ことになる。すなわち、この第2起歪体33〜36は、
第2固定側剛体部31の中心軸から互いに等間隔の距離
だけ離れ且つ互いに等角度だけ隔てられた4個所の位置
において、それぞれの上端部分が第2固定側剛体部31
の下面と一体化し、また、それぞれの下端部分が第2連
結側剛体部32の上面と一体化した、矩形断面または正
方形断面の柱状部分として形成されることになる。
第1起歪柱体13〜16の場合と同じ要領で形成される
ことになる。すなわち、この第2起歪体33〜36は、
第2固定側剛体部31の中心軸から互いに等間隔の距離
だけ離れ且つ互いに等角度だけ隔てられた4個所の位置
において、それぞれの上端部分が第2固定側剛体部31
の下面と一体化し、また、それぞれの下端部分が第2連
結側剛体部32の上面と一体化した、矩形断面または正
方形断面の柱状部分として形成されることになる。
【0048】さらに、第2起歪柱体33〜36の各々の
中間高さ領域も、第1起歪柱体13〜16の場合と同様
に、X軸方向から見たときに、各々の第2起歪柱体33
〜36の中間高さ領域の幅(厚さ)が上下領域の幅(厚
さ)よりも狭く(薄く)なるような形状に形成されるこ
とになる。なお、第2起歪柱体33〜36の中間高さ領
域におけるX軸方向に位置する各面を非凹面部と称する
ことも、第1起歪柱体13〜16の場合と同様である。
中間高さ領域も、第1起歪柱体13〜16の場合と同様
に、X軸方向から見たときに、各々の第2起歪柱体33
〜36の中間高さ領域の幅(厚さ)が上下領域の幅(厚
さ)よりも狭く(薄く)なるような形状に形成されるこ
とになる。なお、第2起歪柱体33〜36の中間高さ領
域におけるX軸方向に位置する各面を非凹面部と称する
ことも、第1起歪柱体13〜16の場合と同様である。
【0049】そして、4本の第2起歪柱体33〜36の
中間高さ領域のほぼ中間高さ面内であって且つZ軸上の
点に、X軸回りに働く曲げモーメントMx の第2起歪体
30側のモーメント中心(以下、「第2モーメント中
心」という)P2 が設定されることになる。
中間高さ領域のほぼ中間高さ面内であって且つZ軸上の
点に、X軸回りに働く曲げモーメントMx の第2起歪体
30側のモーメント中心(以下、「第2モーメント中
心」という)P2 が設定されることになる。
【0050】なお、第1起歪柱体13〜16の各面の上
下領域および中間高さ領域、並びに、第2起歪柱体33
〜36の各面における上下領域および中間高さ領域に
は、それぞれ、Y軸方向に加わる剪断力Fy 、Z軸方向
に加わる垂直力Fz 、X軸回りに働く曲げモーメントM
x を検出するためのセンサーないしロードセル(図示例
では、ひずみゲージとして構成されている)が添着され
ることになるが、この件については後述する。
下領域および中間高さ領域、並びに、第2起歪柱体33
〜36の各面における上下領域および中間高さ領域に
は、それぞれ、Y軸方向に加わる剪断力Fy 、Z軸方向
に加わる垂直力Fz 、X軸回りに働く曲げモーメントM
x を検出するためのセンサーないしロードセル(図示例
では、ひずみゲージとして構成されている)が添着され
ることになるが、この件については後述する。
【0051】第2カバー部材37は、第2連結側剛体部
32および第2起歪柱体33〜36の外周を所定の間隙
を置いて囲繞するような状態をもって設けられ、適宜の
固定手段により、その上端部が第2フランジ部31bの
外周面に固定されるように設けられている。
32および第2起歪柱体33〜36の外周を所定の間隙
を置いて囲繞するような状態をもって設けられ、適宜の
固定手段により、その上端部が第2フランジ部31bの
外周面に固定されるように設けられている。
【0052】この第2カバー部材37にも、第1カバー
部材17の場合と同様に、一対の膝部材3、4を第2連
結側剛体部32に取付ける位置に対応するX軸上の前後
2個所に、第2連結側剛体部32を取付け得るような形
状、大きさを持った遊び開口部37aが形成され、ま
た、X軸に沿う表面(衝突個所面)の下方領域に、それ
自体公知の構造を有する適宜の第2加速度変換器22を
取付けるための適宜形状の加速度変換器取付け台座37
bが形成されることになる。
部材17の場合と同様に、一対の膝部材3、4を第2連
結側剛体部32に取付ける位置に対応するX軸上の前後
2個所に、第2連結側剛体部32を取付け得るような形
状、大きさを持った遊び開口部37aが形成され、ま
た、X軸に沿う表面(衝突個所面)の下方領域に、それ
自体公知の構造を有する適宜の第2加速度変換器22を
取付けるための適宜形状の加速度変換器取付け台座37
bが形成されることになる。
【0053】ところで、一対の膝部材3、4は、それぞ
れ、例えば所定の厚さを有する可撓性金属材料(例え
ば、ばね鋼材)の板状部材または柱状部材として形成さ
れ、各々の下端領域は、第1カバー部材17の遊び開口
部17aを通して第1連結側剛体部12の嵌め込み凹部
12d、12e内に精密に嵌入し、この嵌め込み凹部1
2d、12eの内側面により横方向(Y軸方向)への変
位が生じないような状態に保持され、そして、一体化結
合手段である適宜の第1連結固定ねじ5により、その位
置に固定されるように構成されている。
れ、例えば所定の厚さを有する可撓性金属材料(例え
ば、ばね鋼材)の板状部材または柱状部材として形成さ
れ、各々の下端領域は、第1カバー部材17の遊び開口
部17aを通して第1連結側剛体部12の嵌め込み凹部
12d、12e内に精密に嵌入し、この嵌め込み凹部1
2d、12eの内側面により横方向(Y軸方向)への変
位が生じないような状態に保持され、そして、一体化結
合手段である適宜の第1連結固定ねじ5により、その位
置に固定されるように構成されている。
【0054】さらに、一対の膝部材3、4の上端領域
は、第2カバー部材37の遊び開口部37aを通して第
2連結側剛体部32の嵌め込み凹部32d、32e内に
精密に嵌入し、この嵌め込み凹部32d、32eの内側
面により横方向への変位が生じないような状態に保持さ
れ、そして、一体化結合手段である適宜の第2連結固定
ねじ5′により、その位置に固定されるように構成され
ている。この結果、第1起歪体10の第1連結側剛体部
12と第2起歪体30の連結側剛体部32とは、この一
対の膝部材3、4により実質上一体的に連結する状態に
構成されることになる。
は、第2カバー部材37の遊び開口部37aを通して第
2連結側剛体部32の嵌め込み凹部32d、32e内に
精密に嵌入し、この嵌め込み凹部32d、32eの内側
面により横方向への変位が生じないような状態に保持さ
れ、そして、一体化結合手段である適宜の第2連結固定
ねじ5′により、その位置に固定されるように構成され
ている。この結果、第1起歪体10の第1連結側剛体部
12と第2起歪体30の連結側剛体部32とは、この一
対の膝部材3、4により実質上一体的に連結する状態に
構成されることになる。
【0055】さて、図示例のダミー脚部用センサーに使
用される膝屈曲角度検出機構部50は、自動車との衝突
に起因して上脚部材2と下脚部材1との間に生じるX軸
回りの相対折曲り角度θを検出するために設けられたも
のであって、例えば図4に示すように、第1起歪体10
側に設けられる第1角度変換器51と、第2起歪体30
側に設けられる第2角度変換器55とから成る機構部と
して構成されそして、第1角度変換器51は、図22、
23に示すように、第1ポテンショメータ52と、第1
摺動接片取付け軸53と、第1ポテンショメータ保持部
材54とを主要構成部材として構成され、同様に、第2
角度変換器55も、第2ポテンショメータ56と、第2
摺動接片取付け軸57、第2ポテンショメータ保持部材
58とを主要構成部材として構成されている。
用される膝屈曲角度検出機構部50は、自動車との衝突
に起因して上脚部材2と下脚部材1との間に生じるX軸
回りの相対折曲り角度θを検出するために設けられたも
のであって、例えば図4に示すように、第1起歪体10
側に設けられる第1角度変換器51と、第2起歪体30
側に設けられる第2角度変換器55とから成る機構部と
して構成されそして、第1角度変換器51は、図22、
23に示すように、第1ポテンショメータ52と、第1
摺動接片取付け軸53と、第1ポテンショメータ保持部
材54とを主要構成部材として構成され、同様に、第2
角度変換器55も、第2ポテンショメータ56と、第2
摺動接片取付け軸57、第2ポテンショメータ保持部材
58とを主要構成部材として構成されている。
【0056】この場合、第1ポテンショメータ52は、
例えば中心部に適宜の摺動接片(図示なし)を、また、
その外周部にこの摺動接片と摺接する、例えばリング状
の回転式可変抵抗体(図示なし)を有し、さらに、摺動
接片および可変抵抗体を覆う、例えば円筒構造状のケー
ス52aを具えたものとして構成されている。
例えば中心部に適宜の摺動接片(図示なし)を、また、
その外周部にこの摺動接片と摺接する、例えばリング状
の回転式可変抵抗体(図示なし)を有し、さらに、摺動
接片および可変抵抗体を覆う、例えば円筒構造状のケー
ス52aを具えたものとして構成されている。
【0057】しかも、その側周部の一部に、第1ポテン
ショメータ保持部材54側からねじ込まれる後述の回り
止め用ねじ54bに対応するねじ孔52bが設けられて
いる。出力ケーブル52cと、第1摺動接片取付け軸5
3は、第1ポテンショメータ52の摺動接片に取付けら
れ摺動接片と一体的に回転し得るように構成され、さら
に、ケース52aの中心部から両側方向に所定量だけ突
出するようにも設けられている。
ショメータ保持部材54側からねじ込まれる後述の回り
止め用ねじ54bに対応するねじ孔52bが設けられて
いる。出力ケーブル52cと、第1摺動接片取付け軸5
3は、第1ポテンショメータ52の摺動接片に取付けら
れ摺動接片と一体的に回転し得るように構成され、さら
に、ケース52aの中心部から両側方向に所定量だけ突
出するようにも設けられている。
【0058】第1ポテンショメータ保持部材54は、第
1ポテンショメータ52を収容するための円形収容部と
後述する円柱連結部54aとを具えた部材として構成さ
れ、外周部の一部に回り止め用ねじ54bを挿入し得る
適宜のねじ取付け孔を有するように構成されている。そ
して、第1摺動接片取付け軸53が円形収容部から突出
するようにも構成され、この突出した第1摺動接片取付
け軸53が第1連結側剛体部12の第1軸支孔12gに
嵌入されることにより、第1連結側剛体部12の第1中
空部12a内において回動し得るように構成されてい
る。
1ポテンショメータ52を収容するための円形収容部と
後述する円柱連結部54aとを具えた部材として構成さ
れ、外周部の一部に回り止め用ねじ54bを挿入し得る
適宜のねじ取付け孔を有するように構成されている。そ
して、第1摺動接片取付け軸53が円形収容部から突出
するようにも構成され、この突出した第1摺動接片取付
け軸53が第1連結側剛体部12の第1軸支孔12gに
嵌入されることにより、第1連結側剛体部12の第1中
空部12a内において回動し得るように構成されてい
る。
【0059】一方、第2角度変換器55を構成する第2
ポテンショメータ56および第2ポテンショメータ保持
部材58も、組立て時における上下姿勢(Z軸方向の姿
勢)はそれぞれ第1角度変換器51の場合とは逆になる
が、構造そのものは、第2摺動接片取付け軸57を含め
て、第1角度変換器51の第1ポテンショメータ52、
第1摺動接片取付け軸53、第1ポテンショメータ保持
部材54と同一構造に構成されることになる。
ポテンショメータ56および第2ポテンショメータ保持
部材58も、組立て時における上下姿勢(Z軸方向の姿
勢)はそれぞれ第1角度変換器51の場合とは逆になる
が、構造そのものは、第2摺動接片取付け軸57を含め
て、第1角度変換器51の第1ポテンショメータ52、
第1摺動接片取付け軸53、第1ポテンショメータ保持
部材54と同一構造に構成されることになる。
【0060】そして、第2摺動接片取付け軸57が第2
連結側剛体部32の第2軸支孔32gに嵌入されること
により、第2連結側剛体部32の第2中空部32a内に
おいて回動し得るように構成される。ところで、このよ
うに構成された2つの角度変換器51、55は、次に述
べるような特殊な連結手段により互いに連結されること
になる。
連結側剛体部32の第2軸支孔32gに嵌入されること
により、第2連結側剛体部32の第2中空部32a内に
おいて回動し得るように構成される。ところで、このよ
うに構成された2つの角度変換器51、55は、次に述
べるような特殊な連結手段により互いに連結されること
になる。
【0061】すなわち、第1ポテンショメータ保持部材
54の上端部分には、所要の長さと直径とを具えた円柱
連結部54aが予め形成され、また、第2ポテンショメ
ータ保持部材58の下端部分には、内部にこの円柱連結
部54aと精密に嵌合(嵌入)し得る直径と所要の嵌合
長さを持つ中空連結孔58bを具えた円筒連結部58a
が形成されている。
54の上端部分には、所要の長さと直径とを具えた円柱
連結部54aが予め形成され、また、第2ポテンショメ
ータ保持部材58の下端部分には、内部にこの円柱連結
部54aと精密に嵌合(嵌入)し得る直径と所要の嵌合
長さを持つ中空連結孔58bを具えた円筒連結部58a
が形成されている。
【0062】そして、組立て時には、第1ポテンショメ
ータ保持部材54側の円柱連結部54aが第2ポテンシ
ョメータ保持部材58側の円筒連結部58aの中空連結
孔58b内に精密に嵌入して、第1摺動接片取付け軸5
3と第2摺動接片取付け軸57とが常に一直線上(同一
軸線上)に位置するような連結状態に保持するように構
成されている。さらに、第1摺動接片取付け軸53と第
2摺動接片取付け軸57との間隔(距離)が変化したと
きには、円柱連結部54aと中空連結孔58bとが同一
軸線上に沿って相対的に摺動することにより、前述した
両方の保持部材54、58の連結状態を保持しながら且
つ間隔変化運動を許容するように構成されている。
ータ保持部材54側の円柱連結部54aが第2ポテンシ
ョメータ保持部材58側の円筒連結部58aの中空連結
孔58b内に精密に嵌入して、第1摺動接片取付け軸5
3と第2摺動接片取付け軸57とが常に一直線上(同一
軸線上)に位置するような連結状態に保持するように構
成されている。さらに、第1摺動接片取付け軸53と第
2摺動接片取付け軸57との間隔(距離)が変化したと
きには、円柱連結部54aと中空連結孔58bとが同一
軸線上に沿って相対的に摺動することにより、前述した
両方の保持部材54、58の連結状態を保持しながら且
つ間隔変化運動を許容するように構成されている。
【0063】膝屈曲角度検出機構部50は、第1に、自
由状態(自動車が下脚部材1に衝突していない状態)で
は、第1角度変換器51側の第1摺動接片取付け軸53
および円柱連結部54aと、第2角度変換器55側の第
2摺動接片取付け軸57および中空連結孔58b(円筒
連結部58aでもある)とが、いずれもZ軸上に整列す
る状態を保つことになる。
由状態(自動車が下脚部材1に衝突していない状態)で
は、第1角度変換器51側の第1摺動接片取付け軸53
および円柱連結部54aと、第2角度変換器55側の第
2摺動接片取付け軸57および中空連結孔58b(円筒
連結部58aでもある)とが、いずれもZ軸上に整列す
る状態を保つことになる。
【0064】第2に、Y軸方向から下脚部材1に衝撃力
Fc が加わると、それぞれのポテンショメータ保持部
材54、58は、各々の摺動接片取付け軸53、57を
回動中心として、それぞれの連結側剛体部12、32内
でX軸回りに或る相対角度だけ互いに回動することにな
り、このとき、それぞれの締付けねじおよび各々の摺動
接片取付け軸53、57により、各々の連結側剛体部1
2、32と一体化された各々の摺動接片が各々の可変抵
抗体(ケース52a、56a)に対して回転する。
Fc が加わると、それぞれのポテンショメータ保持部
材54、58は、各々の摺動接片取付け軸53、57を
回動中心として、それぞれの連結側剛体部12、32内
でX軸回りに或る相対角度だけ互いに回動することにな
り、このとき、それぞれの締付けねじおよび各々の摺動
接片取付け軸53、57により、各々の連結側剛体部1
2、32と一体化された各々の摺動接片が各々の可変抵
抗体(ケース52a、56a)に対して回転する。
【0065】そのため、各々の摺動接片と可変抵抗体と
の相対角度がそれぞれ変化して基準出力に対するそれぞ
れの電気抵抗値が変化し、これがこのときの回動角度に
対応した各々の出力電圧値として、第1ポテンショメー
タ52および第2ポテンショメータ56から個別に出力
される。
の相対角度がそれぞれ変化して基準出力に対するそれぞ
れの電気抵抗値が変化し、これがこのときの回動角度に
対応した各々の出力電圧値として、第1ポテンショメー
タ52および第2ポテンショメータ56から個別に出力
される。
【0066】次に、Y軸方向に加わる剪断力Fy 、Z軸
方向に加わる張力Fz 、X軸回りに働く曲げモーメント
Mxを検出するために、各4本の第1起歪柱体13〜1
6および第2起歪柱体33〜36に添着される各ひずみ
ゲージの配置について説明する。
方向に加わる張力Fz 、X軸回りに働く曲げモーメント
Mxを検出するために、各4本の第1起歪柱体13〜1
6および第2起歪柱体33〜36に添着される各ひずみ
ゲージの配置について説明する。
【0067】なお、第1起歪柱体13〜16と第2起歪
柱体33〜36とは、前述したように、一対の膝部材
3、4を挟んで上下対称に構成されているため、説明の
煩雑さを避ける意味で第1起歪柱体13〜16を代表例
として説明する。従って、第2起歪柱体33〜36に添
着される各ひずみゲージに係る上下配置位置の関係は、
第1起歪柱体13〜16に添着される各ひずみゲージに
係る上下配置位置の関係とは逆の関係になることを付記
する。
柱体33〜36とは、前述したように、一対の膝部材
3、4を挟んで上下対称に構成されているため、説明の
煩雑さを避ける意味で第1起歪柱体13〜16を代表例
として説明する。従って、第2起歪柱体33〜36に添
着される各ひずみゲージに係る上下配置位置の関係は、
第1起歪柱体13〜16に添着される各ひずみゲージに
係る上下配置位置の関係とは逆の関係になることを付記
する。
【0068】[剪断力Fy 用ひずみゲージの添着]図8
〜図10に示すのは、いずれもY軸方向に加わる剪断力
Fy を検出するためのFy 用ひずみゲージの添着状態を
示す配置図で、第1起歪柱体13〜16における配置図
である。先ず、図8および図10において、第1起歪柱
体13〜16を構成するNo.1〜No.4の起歪柱体13、1
4、15、16の上部領域における右側面には、各1個
のFy1用ひずみゲージYa1〜Ya4が添着され、また、左
側面には各1個のFy1用ひずみゲージYd1〜Yd4が添着
されるように配置されている。
〜図10に示すのは、いずれもY軸方向に加わる剪断力
Fy を検出するためのFy 用ひずみゲージの添着状態を
示す配置図で、第1起歪柱体13〜16における配置図
である。先ず、図8および図10において、第1起歪柱
体13〜16を構成するNo.1〜No.4の起歪柱体13、1
4、15、16の上部領域における右側面には、各1個
のFy1用ひずみゲージYa1〜Ya4が添着され、また、左
側面には各1個のFy1用ひずみゲージYd1〜Yd4が添着
されるように配置されている。
【0069】さらに、各起歪柱体13、14、15、1
6の下部領域における右側面には、各1個の別のFy1用
ひずみゲージYd5〜Yd8が添着され、また、左側面には
各1個の別のFy1用ひずみゲージYa5〜Ya8が添着され
ている。そして、上部領域に添着された合計8個のひず
みゲージYa1〜Ya4、Yd1〜Yd4は、それぞれ図11に
示すような接続配置で結線されてFy1 用第1ホイート
ストンブリッジ回路Fy1aを作り、また、下部領域に添
着された合計8個のひずみゲージYa5〜Ya8、Yd5〜Y
d8は、それぞれ図12のような接続配置で結線されてF
y1用第2ホイートストンブリッジFy1b回路を作るよう
に構成されている。
6の下部領域における右側面には、各1個の別のFy1用
ひずみゲージYd5〜Yd8が添着され、また、左側面には
各1個の別のFy1用ひずみゲージYa5〜Ya8が添着され
ている。そして、上部領域に添着された合計8個のひず
みゲージYa1〜Ya4、Yd1〜Yd4は、それぞれ図11に
示すような接続配置で結線されてFy1 用第1ホイート
ストンブリッジ回路Fy1aを作り、また、下部領域に添
着された合計8個のひずみゲージYa5〜Ya8、Yd5〜Y
d8は、それぞれ図12のような接続配置で結線されてF
y1用第2ホイートストンブリッジFy1b回路を作るよう
に構成されている。
【0070】この場合、これら合計16個のひずみゲー
ジからのゲージリード線(図示なし)は、一度、第1固
定側剛体部11側に配設したFy1用第1ゲージ端子板1
8に接続され、さらに、配線用貫通孔11cを経て第1
起歪体10から外部に導出されるように構成されてい
る。なお、第2起歪体30側についても同様に構成され
ることになり、ゲージリード線の外部導出には、Fy2
用第2ゲージ端子板38および配線用貫通孔31cが利
用される。
ジからのゲージリード線(図示なし)は、一度、第1固
定側剛体部11側に配設したFy1用第1ゲージ端子板1
8に接続され、さらに、配線用貫通孔11cを経て第1
起歪体10から外部に導出されるように構成されてい
る。なお、第2起歪体30側についても同様に構成され
ることになり、ゲージリード線の外部導出には、Fy2
用第2ゲージ端子板38および配線用貫通孔31cが利
用される。
【0071】[Fz 用組合せゲージの添着]図13〜図
15に示すのは、いずれもZ軸方向に加わる張力Fz を
検出するためのFz 用ひずみゲージの添着状態を示す配
置図で、図8〜図10と同様に、第1起歪柱体13〜1
6における配置図である。このFz 用ひずみゲージは、
Fz 用ひずみゲージZa1〜Za8とFz 用ひずみゲージZ
d1〜Zd8とを、それぞれ図13に示すように組合せたF
z 用組合せゲージ(Za1、Zd1)〜(Za8、Zd8)とし
て構成され、いずれも、No.1〜No.4の各起歪柱体13、
14、15、16の中間高さ領域における非凹面部(X
軸方向に位置する外側面および内側面)に別れて添着さ
れるように配置されている。
15に示すのは、いずれもZ軸方向に加わる張力Fz を
検出するためのFz 用ひずみゲージの添着状態を示す配
置図で、図8〜図10と同様に、第1起歪柱体13〜1
6における配置図である。このFz 用ひずみゲージは、
Fz 用ひずみゲージZa1〜Za8とFz 用ひずみゲージZ
d1〜Zd8とを、それぞれ図13に示すように組合せたF
z 用組合せゲージ(Za1、Zd1)〜(Za8、Zd8)とし
て構成され、いずれも、No.1〜No.4の各起歪柱体13、
14、15、16の中間高さ領域における非凹面部(X
軸方向に位置する外側面および内側面)に別れて添着さ
れるように配置されている。
【0072】すなわち、一方の4組のFz 用組合せゲー
ジ(Za1、Zd1)、(Za2、Zd2)、(Za3、Zd3)、
(Za4、Zd4)は、それぞれNo.1〜No.4の起歪柱体の中
間高さ領域における外側の非凹面部に添着され、また、
他方の4組のFz 用組合せゲージ(Za5、Zd5)、(Z
a6、Zd6)、(Za7、Zd7)、(Za8、Zd8)は、それ
ぞれNo.1〜No.4の起歪柱体の中間高さ領域における内側
の非凹面部に添着されている。
ジ(Za1、Zd1)、(Za2、Zd2)、(Za3、Zd3)、
(Za4、Zd4)は、それぞれNo.1〜No.4の起歪柱体の中
間高さ領域における外側の非凹面部に添着され、また、
他方の4組のFz 用組合せゲージ(Za5、Zd5)、(Z
a6、Zd6)、(Za7、Zd7)、(Za8、Zd8)は、それ
ぞれNo.1〜No.4の起歪柱体の中間高さ領域における内側
の非凹面部に添着されている。
【0073】そして、8組のFz 用組合せゲージ(Za
1、Zd1)〜(Za8、Zd8)は、それぞれ対角線上に位
置する2個の起歪柱体(13、15)、(14、16)
毎に、図16および図17に示すような接続配置にそれ
ぞれ結線されて、Fz1 用第1ホイートストンブリッジ
回路Fz1aおよびFz1用第2ホイートストンブリッジ回
路Fz1bを作るように構成されている。
1、Zd1)〜(Za8、Zd8)は、それぞれ対角線上に位
置する2個の起歪柱体(13、15)、(14、16)
毎に、図16および図17に示すような接続配置にそれ
ぞれ結線されて、Fz1 用第1ホイートストンブリッジ
回路Fz1aおよびFz1用第2ホイートストンブリッジ回
路Fz1bを作るように構成されている。
【0074】この場合、これら合計8組のFz 用組合せ
ゲージ(Za1、Zd1)〜(Za8、Zd8)からのゲージリ
ード線(図示なし)は、一度、第1固定側剛体部11側
に設けられたFz 用第1ゲージ端子板19に接続され、
さらに、Fy 用の場合と同様に、配線用貫通孔11cを
経て第1起歪体10から外部に導出される。なお、第2
起歪体30側についても同様に構成されることになり、
ゲージリード線の外部導出には、Fz2用第2ゲージ端
子板39および配線用貫通孔31cが利用される。
ゲージ(Za1、Zd1)〜(Za8、Zd8)からのゲージリ
ード線(図示なし)は、一度、第1固定側剛体部11側
に設けられたFz 用第1ゲージ端子板19に接続され、
さらに、Fy 用の場合と同様に、配線用貫通孔11cを
経て第1起歪体10から外部に導出される。なお、第2
起歪体30側についても同様に構成されることになり、
ゲージリード線の外部導出には、Fz2用第2ゲージ端
子板39および配線用貫通孔31cが利用される。
【0075】[Mx 用ひずみゲージの添着]図18〜図
20に示すのは、いずれもX軸回りに働く曲げモーメン
トMx を検出するためのMx 用ひずみゲージの添着状態
を示す第1起歪柱体13〜16における配置図である。
このMx 用ひずみゲージは、4個のMx 用ひずみゲージ
M1 〜M4 が、それぞれNo.1〜No.4の起歪柱体13、1
4、15、16における外側の凹面部13a、14a、
15a、16aに添着され、他の4個のMx 用ひずみゲ
ージM5 〜M8 が、それぞれNo.1〜No.4の起歪柱体13
〜16における内側の凹面部13b、14b、15b、
16bに添着されるように配置されている。
20に示すのは、いずれもX軸回りに働く曲げモーメン
トMx を検出するためのMx 用ひずみゲージの添着状態
を示す第1起歪柱体13〜16における配置図である。
このMx 用ひずみゲージは、4個のMx 用ひずみゲージ
M1 〜M4 が、それぞれNo.1〜No.4の起歪柱体13、1
4、15、16における外側の凹面部13a、14a、
15a、16aに添着され、他の4個のMx 用ひずみゲ
ージM5 〜M8 が、それぞれNo.1〜No.4の起歪柱体13
〜16における内側の凹面部13b、14b、15b、
16bに添着されるように配置されている。
【0076】そして、8個のMx 用ひずみゲージM5 〜
M8 は、それぞれ図21に示すような接続配置で結線さ
れて、Mx 用ホイートストンブリッジ回路を作るように
構成されている。この場合、これら合計8個のMx 用ひ
ずみゲージM5 〜M8 からのゲージリード線(図示な
し)は、一度、第1固定側剛体部11側に設けられたM
x 用第1ゲージ端子板20に接続され、さらに、前述し
た場合と同様に、配線用貫通孔11cを経て第1起歪体
10から外部に導出される。
M8 は、それぞれ図21に示すような接続配置で結線さ
れて、Mx 用ホイートストンブリッジ回路を作るように
構成されている。この場合、これら合計8個のMx 用ひ
ずみゲージM5 〜M8 からのゲージリード線(図示な
し)は、一度、第1固定側剛体部11側に設けられたM
x 用第1ゲージ端子板20に接続され、さらに、前述し
た場合と同様に、配線用貫通孔11cを経て第1起歪体
10から外部に導出される。
【0077】なお、第2起歪体30側についても同様に
構成されることになり、ゲージリード線の外部導出に
は、Fy 用第2ゲージ端子板40および配線用貫通孔3
1cが利用される。以上述べた図示実施例のダミー脚部
用センサーは、実際の計測に用いる際には、従来技術の
項の図35、図37に示したように、このダミー脚部用
センサーを人体の皮膚部と肉部に相当する適宜の表皮体
で被覆することにより、可能な限り人体の脚部に似せた
状態に構成した後に目的の計測に供することになる。以
下、このように構成された図示実施例のダミー脚部用セ
ンサーを用いた計測作用ないし動作について説明する。
構成されることになり、ゲージリード線の外部導出に
は、Fy 用第2ゲージ端子板40および配線用貫通孔3
1cが利用される。以上述べた図示実施例のダミー脚部
用センサーは、実際の計測に用いる際には、従来技術の
項の図35、図37に示したように、このダミー脚部用
センサーを人体の皮膚部と肉部に相当する適宜の表皮体
で被覆することにより、可能な限り人体の脚部に似せた
状態に構成した後に目的の計測に供することになる。以
下、このように構成された図示実施例のダミー脚部用セ
ンサーを用いた計測作用ないし動作について説明する。
【0078】[ダミー脚部用センサーを用いた衝突試
験]先ず、人体の脚部に似せた状態(図39参照)に構
成した後の図示実施例のダミー脚部用センサーを、その
前後方向が自動車の進行方向と直交する方向(X軸方
向)を向くような状態で、柔軟部材93a付きの射出手
段93に取付ける。この場合、互いに一対の膝部材3、
4で連結された第1起歪体10と第2起歪体30とを、
図24、図25に示すような自由直立の状態で切り離し
装置91に吊下げ、一対の膝部材3、4の部分が自動車
(車両)92のフードエッジ92aの高さ、すなわち、
下脚部材1が自動車92のバンパー92bの高さに位置
するするように高さ調節を行う。
験]先ず、人体の脚部に似せた状態(図39参照)に構
成した後の図示実施例のダミー脚部用センサーを、その
前後方向が自動車の進行方向と直交する方向(X軸方
向)を向くような状態で、柔軟部材93a付きの射出手
段93に取付ける。この場合、互いに一対の膝部材3、
4で連結された第1起歪体10と第2起歪体30とを、
図24、図25に示すような自由直立の状態で切り離し
装置91に吊下げ、一対の膝部材3、4の部分が自動車
(車両)92のフードエッジ92aの高さ、すなわち、
下脚部材1が自動車92のバンパー92bの高さに位置
するするように高さ調節を行う。
【0079】そして、この状態のまま、射出手段93を
衝突時の自動車速度に見合う速力をもって自動車92に
向って打出して、ダミー脚部用センサーを自動車92に
衝突させる。このとき、バンパー92bに衝突したダミ
ー脚部用センサーは、一対の膝部材3、4の結合中間部
分を屈曲点として、その下脚部材1とその上脚部材2と
が相対的に屈曲運動を行うことになる。
衝突時の自動車速度に見合う速力をもって自動車92に
向って打出して、ダミー脚部用センサーを自動車92に
衝突させる。このとき、バンパー92bに衝突したダミ
ー脚部用センサーは、一対の膝部材3、4の結合中間部
分を屈曲点として、その下脚部材1とその上脚部材2と
が相対的に屈曲運動を行うことになる。
【0080】以下、このときの屈曲運動をより詳しく説
明する。ダミー脚部用センサーがバンパー92bに衝突
したときには、下脚部材1は、図26に示すようにほぼ
直立した状態で衝突位置に強制的に停止させられか、或
いは、打出し時の運動慣性のために、下脚部材1の下方
部分が、例えば図27〜図30に示すような回動角度θ
1 で左方に傾斜した状態で停止させられられる。
明する。ダミー脚部用センサーがバンパー92bに衝突
したときには、下脚部材1は、図26に示すようにほぼ
直立した状態で衝突位置に強制的に停止させられか、或
いは、打出し時の運動慣性のために、下脚部材1の下方
部分が、例えば図27〜図30に示すような回動角度θ
1 で左方に傾斜した状態で停止させられられる。
【0081】このとき同時に、上脚部材2は、その上方
部分が、例えば図26または図27〜図30に示すよう
な回動角度θ2で左方に傾くことになる。この場合、一
対の膝部材3、4は、図27または図29に示すような
変形状態をもって左方に屈曲することになる。
部分が、例えば図26または図27〜図30に示すよう
な回動角度θ2で左方に傾くことになる。この場合、一
対の膝部材3、4は、図27または図29に示すような
変形状態をもって左方に屈曲することになる。
【0082】なお、ダミー脚部用センサーが一対の膝部
材3、4の結合中間部分を屈曲点として屈曲運動を行う
ときには、第1ポテンショメータ保持部材54の円柱連
結部54aと第2ポテンショメータ保持部材58の円筒
連結部58aとが、互いにZ軸方向に相対的に摺動する
ことになるから、このときの屈曲運動が、膝屈曲角度検
出機構部50の存在によって妨げられるようなことは生
じない。
材3、4の結合中間部分を屈曲点として屈曲運動を行う
ときには、第1ポテンショメータ保持部材54の円柱連
結部54aと第2ポテンショメータ保持部材58の円筒
連結部58aとが、互いにZ軸方向に相対的に摺動する
ことになるから、このときの屈曲運動が、膝屈曲角度検
出機構部50の存在によって妨げられるようなことは生
じない。
【0083】[剪断力Fy 、衝撃力Fc の検出ないし計
測]ダミー脚部用センサーの下脚部材1がバンパー92
bに衝突して図31の矢印方向に衝撃力が印加される
と、一対の膝部材3,4を介して第1起歪体10と第2
起歪体30との間に剪断力Fy が作用する。この剪断力
Fy は、第1起歪体10側には剪断力Fy1、第2起歪体
30側には剪断力Fy2がそれぞれ作用すると考えられ
る。そのため、第1固定側剛体部11と第1連結側剛体
部12との間に剪断力Fy1が作用して、4本の第1起歪
柱体13〜16に剪断力Fy1に係る撓みが発生する。
測]ダミー脚部用センサーの下脚部材1がバンパー92
bに衝突して図31の矢印方向に衝撃力が印加される
と、一対の膝部材3,4を介して第1起歪体10と第2
起歪体30との間に剪断力Fy が作用する。この剪断力
Fy は、第1起歪体10側には剪断力Fy1、第2起歪体
30側には剪断力Fy2がそれぞれ作用すると考えられ
る。そのため、第1固定側剛体部11と第1連結側剛体
部12との間に剪断力Fy1が作用して、4本の第1起歪
柱体13〜16に剪断力Fy1に係る撓みが発生する。
【0084】そのため、第1起歪柱体13〜16の上下
領域に添着された8個のFy1用アクティブひずみゲージ
Ya1〜Ya4、Ya5〜Ya8と、8個のFy1用ダミーひずみ
ゲージYd1〜Yd4、Yd5〜Yd8とが、この剪断力Fy1に
係る撓みに起因したひずみを検出することになる。そし
て、それぞれのひずみ検出値を、第1起歪柱体13〜1
6に係るFy1用第1、第2ホイートストンブリッジ回路
Fy1a,Fy1bに出力するから、2つのホイートストンブ
リッジ回路Fy1aとFy1bの出力端からは、このときの剪
断力Fy1に対応した第1起歪体10側の出力値VFy1が
出力される。
領域に添着された8個のFy1用アクティブひずみゲージ
Ya1〜Ya4、Ya5〜Ya8と、8個のFy1用ダミーひずみ
ゲージYd1〜Yd4、Yd5〜Yd8とが、この剪断力Fy1に
係る撓みに起因したひずみを検出することになる。そし
て、それぞれのひずみ検出値を、第1起歪柱体13〜1
6に係るFy1用第1、第2ホイートストンブリッジ回路
Fy1a,Fy1bに出力するから、2つのホイートストンブ
リッジ回路Fy1aとFy1bの出力端からは、このときの剪
断力Fy1に対応した第1起歪体10側の出力値VFy1が
出力される。
【0085】このとき同時に、第2固定側剛体部31と
第2連結側剛体部32との間にも相対変位が生じて、4
本の第2起歪柱体33〜36にY軸方向の剪断力Fy2に
係る撓みが発生する。そのため、第2起歪柱体33〜3
6に添着された各8個のFy2用アクティブひずみゲージ
とFy2用ダミーひずみゲージとが、この撓みに起因した
剪断ひずみを検出するので、第2起歪柱体33〜36に
係るFy2用第1および第2ホイートストンブリッジ回路
Fy2a およびFy2b (図示せず)の出力端からは、この
ときの剪断力Fy2に対応した第2起歪体30側の出力値
VFy2が出力される。
第2連結側剛体部32との間にも相対変位が生じて、4
本の第2起歪柱体33〜36にY軸方向の剪断力Fy2に
係る撓みが発生する。そのため、第2起歪柱体33〜3
6に添着された各8個のFy2用アクティブひずみゲージ
とFy2用ダミーひずみゲージとが、この撓みに起因した
剪断ひずみを検出するので、第2起歪柱体33〜36に
係るFy2用第1および第2ホイートストンブリッジ回路
Fy2a およびFy2b (図示せず)の出力端からは、この
ときの剪断力Fy2に対応した第2起歪体30側の出力値
VFy2が出力される。
【0086】従って、剪断力Fy としては、第1起歪柱
体13〜16に係る出力値VFy1と第2起歪柱体33〜
36に係る出力値VFy2の少なくとも一方を用いて計測
することができる。すなわち、上記剪断力Fy1とFy2
は、剪断力Fy そのものであり、衝撃力がY軸に沿って
且つ剪断力が発生する部位に印加された場合には、方向
が反対となるだけであるので、Fy =|Fy1|=|Fy2
|となる。
体13〜16に係る出力値VFy1と第2起歪柱体33〜
36に係る出力値VFy2の少なくとも一方を用いて計測
することができる。すなわち、上記剪断力Fy1とFy2
は、剪断力Fy そのものであり、衝撃力がY軸に沿って
且つ剪断力が発生する部位に印加された場合には、方向
が反対となるだけであるので、Fy =|Fy1|=|Fy2
|となる。
【0087】但し、実際には、Fy1とFy2に対応する出
力値VFy1、VFy2とは完全に一致しない場合があるの
で、両出力値VFy1,VFy2の平均値をとって剪断力F
y を求めることが望ましい。このようにして、衝突時に
ダミー脚部用センサーの下脚部材に加わる剪断力Fyを
直接的に求めることができる。
力値VFy1、VFy2とは完全に一致しない場合があるの
で、両出力値VFy1,VFy2の平均値をとって剪断力F
y を求めることが望ましい。このようにして、衝突時に
ダミー脚部用センサーの下脚部材に加わる剪断力Fyを
直接的に求めることができる。
【0088】一方、下脚部材1が自動車92のバンパー
92bに衝突したときには、第1起歪体10に取付けた
第1加速度変換器21にこのときの衝撃力Fc が伝達さ
れるから、第1加速度変換器21からは、このときの衝
撃力Fc に対応した加速度αが出力される。従って、こ
の出力値とダミー脚部用センサーの質量mを用いて、 Fc =mα の演算式を演算すれば、衝突時にダミー脚部用センサー
の膝部分に加わった衝撃力Fc を求めることができる。
92bに衝突したときには、第1起歪体10に取付けた
第1加速度変換器21にこのときの衝撃力Fc が伝達さ
れるから、第1加速度変換器21からは、このときの衝
撃力Fc に対応した加速度αが出力される。従って、こ
の出力値とダミー脚部用センサーの質量mを用いて、 Fc =mα の演算式を演算すれば、衝突時にダミー脚部用センサー
の膝部分に加わった衝撃力Fc を求めることができる。
【0089】但し、衝撃力Fc を加速度で正確に計測で
きるのは、重心位置の加速度計測で、しかも衝撃点が重
心位置と同一軸上となった理想的な条件下に限られる。
本実施例の場合、衝撃点と重心位置とが厳密には一致し
ないが、近い位置関係にあるため、簡便にほぼ妥当な衝
撃力を計測することができる。尚、第2加速度変換器2
2は、必須のものではなく、第1加速度変換器21の衝
撃力計測の補助的な役割を果すものである。
きるのは、重心位置の加速度計測で、しかも衝撃点が重
心位置と同一軸上となった理想的な条件下に限られる。
本実施例の場合、衝撃点と重心位置とが厳密には一致し
ないが、近い位置関係にあるため、簡便にほぼ妥当な衝
撃力を計測することができる。尚、第2加速度変換器2
2は、必須のものではなく、第1加速度変換器21の衝
撃力計測の補助的な役割を果すものである。
【0090】[張力Fz の検出ないし計測]ダミー脚部
用センサーの下脚部材1が自動車のバンパー92bに衝
突して、ダミー脚部用センサーに相対的な屈曲運動が生
じると、一対の膝部材3、4の存在により、一体的に連
結された第1連結側剛体部12と第2連結側剛体部32
との間にZ軸方向の張力Fz が加わることになる。この
とき、図31に示すように、第1固定側剛体部11と第
1連結側剛体部12との間にZ軸方向の張力Fz に起因
した相対変位が生じて、4本の第1起歪柱体13〜16
に張力Fz に起因した撓みが発生する。
用センサーの下脚部材1が自動車のバンパー92bに衝
突して、ダミー脚部用センサーに相対的な屈曲運動が生
じると、一対の膝部材3、4の存在により、一体的に連
結された第1連結側剛体部12と第2連結側剛体部32
との間にZ軸方向の張力Fz が加わることになる。この
とき、図31に示すように、第1固定側剛体部11と第
1連結側剛体部12との間にZ軸方向の張力Fz に起因
した相対変位が生じて、4本の第1起歪柱体13〜16
に張力Fz に起因した撓みが発生する。
【0091】そのため、第1起歪柱体13〜16の中間
高さ領域における外側の非凹面部に添着された4組のF
z1用組合せゲージ(Za1、Zd1)、(Za2、Zd2)、
(Za3、Zd3)、(Za4、Zd4)と、内側の非凹面部に
添着された他方の4組のFz1用組合せゲージ(Za5、Z
d5)、(Za6、Zd6)、(Za7、Zd7)、(Za8、Zd
8)とが、この張力Fz に起因した撓みに係るひずみを
検出する。そして、それぞれ対角線上に位置する2個の
起歪柱体13、15に配設された4組のFz1用組合せゲ
ージ(Za1、Zd1)、(Za5、Zd5)、(Za3、Zd
3)、(Za7、Zd7)が、それぞれのひずみ検出値を第
1起歪柱体13〜16に係るFz1用第1ホイートストン
ブリッジ回路Fz1aに対して出力する。
高さ領域における外側の非凹面部に添着された4組のF
z1用組合せゲージ(Za1、Zd1)、(Za2、Zd2)、
(Za3、Zd3)、(Za4、Zd4)と、内側の非凹面部に
添着された他方の4組のFz1用組合せゲージ(Za5、Z
d5)、(Za6、Zd6)、(Za7、Zd7)、(Za8、Zd
8)とが、この張力Fz に起因した撓みに係るひずみを
検出する。そして、それぞれ対角線上に位置する2個の
起歪柱体13、15に配設された4組のFz1用組合せゲ
ージ(Za1、Zd1)、(Za5、Zd5)、(Za3、Zd
3)、(Za7、Zd7)が、それぞれのひずみ検出値を第
1起歪柱体13〜16に係るFz1用第1ホイートストン
ブリッジ回路Fz1aに対して出力する。
【0092】同時に、他の2個の起歪柱体14、16に
配設された他の4組のFz1用組合せゲージ(Za2、Zd
2)、(Za6、Zd6)、(Za4、Zd4)、(Za8、Zd
8)が、それぞれのひずみ検出値を第1起歪柱体13〜
16に係るFz 用第2ホイートストンブリッジ回路Fz1
bに出力する。従って、この2つのホイートストンブリ
ッジ回路Fz1a,Fz1bからの出力に基づいて、このとき
の張力Fz に対応した第1起歪体10側の出力値VFz1
が得られる。
配設された他の4組のFz1用組合せゲージ(Za2、Zd
2)、(Za6、Zd6)、(Za4、Zd4)、(Za8、Zd
8)が、それぞれのひずみ検出値を第1起歪柱体13〜
16に係るFz 用第2ホイートストンブリッジ回路Fz1
bに出力する。従って、この2つのホイートストンブリ
ッジ回路Fz1a,Fz1bからの出力に基づいて、このとき
の張力Fz に対応した第1起歪体10側の出力値VFz1
が得られる。
【0093】一方、第2連結側剛体部32の4本の第2
起歪柱体33〜36側にも張力Fzに起因した撓みが発
生するから、第2起歪柱体33〜36に添着された合計
8組のFz2用組合せゲージ(Za1、Zd1)〜(Za8、Z
d8)が、それぞれのひずみ検出値を第2起歪柱体33〜
36に係るFz2用第1および第2ホイートストンブリッ
ジ回路Fz2a,Fz2b(図示省略)に出力する。
起歪柱体33〜36側にも張力Fzに起因した撓みが発
生するから、第2起歪柱体33〜36に添着された合計
8組のFz2用組合せゲージ(Za1、Zd1)〜(Za8、Z
d8)が、それぞれのひずみ検出値を第2起歪柱体33〜
36に係るFz2用第1および第2ホイートストンブリッ
ジ回路Fz2a,Fz2b(図示省略)に出力する。
【0094】従って、この2つのホイートストンブリッ
ジ回路Fz2a,Fz2bから、このときの張力Fz に対応し
た第2起歪体30側の出力値VFz2が得られる。その結
果、この2つの出力値VFz1、VFz2から衝突時にダミ
ー脚部用センサーの下側脚部に加わった張力Fz を直接
的に求めることができる。
ジ回路Fz2a,Fz2bから、このときの張力Fz に対応し
た第2起歪体30側の出力値VFz2が得られる。その結
果、この2つの出力値VFz1、VFz2から衝突時にダミ
ー脚部用センサーの下側脚部に加わった張力Fz を直接
的に求めることができる。
【0095】[曲げモーメントMx の検出ないし計測]
ダミー脚部用センサーの下脚部材1が自動車のバンパー
92bに衝突して、ダミー脚部用センサーに相対的な屈
曲運動が生じると、一対の膝部材3、4の存在により、
図4に示すように、第1起歪体10側に第1モーメント
中心P1 を中心点としたX軸回りの曲げモーメントMx1
が働く。このとき、このX軸回りの曲げ作用に起因して
第1固定側剛体部11と第1連結側剛体部12との間
に、この第1モーメント中心P1 に係る曲げモーメント
Mx1に起因した撓みが発生する。
ダミー脚部用センサーの下脚部材1が自動車のバンパー
92bに衝突して、ダミー脚部用センサーに相対的な屈
曲運動が生じると、一対の膝部材3、4の存在により、
図4に示すように、第1起歪体10側に第1モーメント
中心P1 を中心点としたX軸回りの曲げモーメントMx1
が働く。このとき、このX軸回りの曲げ作用に起因して
第1固定側剛体部11と第1連結側剛体部12との間
に、この第1モーメント中心P1 に係る曲げモーメント
Mx1に起因した撓みが発生する。
【0096】そして、第1起歪柱体13〜16の中間高
さ領域における凹面部13a、13b〜16a、16b
に添着された合計8個のMx 用ひずみゲージM1 〜M8
が、このときのひずみを検出して、それぞれのひずみ検
出値を第1起歪柱体13〜16に係るMx 用ホイートス
トンブリッジ回路に対して出力するから、このホイート
ストンブリッジ回路からは、第1モーメント中心P1 に
生じた曲げモーメントに係る出力値VMx1が出力され
る。
さ領域における凹面部13a、13b〜16a、16b
に添着された合計8個のMx 用ひずみゲージM1 〜M8
が、このときのひずみを検出して、それぞれのひずみ検
出値を第1起歪柱体13〜16に係るMx 用ホイートス
トンブリッジ回路に対して出力するから、このホイート
ストンブリッジ回路からは、第1モーメント中心P1 に
生じた曲げモーメントに係る出力値VMx1が出力され
る。
【0097】一方、第2起歪体30側の第2連結側剛体
部32にも、同時に、第2モーメント中心P2 を中心点
としたX軸回りの曲げモーメントMx2が働くから、第2
連結側剛体部32の第2起歪柱体33〜36の中間高さ
領域における凹面部33a、33b〜36a、36bに
添着された8個のMx 用ひずみゲージが、第2モーメン
ト中心P2 に働く曲げモーメントMx2に起因したひずみ
を検出する。
部32にも、同時に、第2モーメント中心P2 を中心点
としたX軸回りの曲げモーメントMx2が働くから、第2
連結側剛体部32の第2起歪柱体33〜36の中間高さ
領域における凹面部33a、33b〜36a、36bに
添着された8個のMx 用ひずみゲージが、第2モーメン
ト中心P2 に働く曲げモーメントMx2に起因したひずみ
を検出する。
【0098】そして、それぞれのひずみ検出値を第2起
歪柱体33〜36に係るMx2用ホイートストンブリッジ
回路Mx2aに対して出力するから、このホイートストン
ブリッジ回路Mx2aからは、このとき第2モーメント中
心P2 に生じた曲げモーメントMx2に係る出力値VMx2
が出力される。従って、この2つの出力値VMx1、VM
x2から衝突時にダミー脚部用センサーの膝部分に加わっ
た曲げモーメントMx を直接的に求めることが可能にな
る。
歪柱体33〜36に係るMx2用ホイートストンブリッジ
回路Mx2aに対して出力するから、このホイートストン
ブリッジ回路Mx2aからは、このとき第2モーメント中
心P2 に生じた曲げモーメントMx2に係る出力値VMx2
が出力される。従って、この2つの出力値VMx1、VM
x2から衝突時にダミー脚部用センサーの膝部分に加わっ
た曲げモーメントMx を直接的に求めることが可能にな
る。
【0099】[膝屈曲角度θの検出ないし計測]ダミー
脚部用センサーの下脚部材1が図31に示すように、自
動車のバンパー92bに衝突して、ダミー脚部用センサ
ーが屈曲運動を行うと、図32に示すように膝屈曲角度
検出機構部50にも屈曲運動が生じる。第1ポテンショ
メータ52の第1摺動接片軸53と第2ポテンショメー
タ56の第2摺動接片軸57を結ぶ連結軸(円柱連結部
54aと円筒連結部58aの共通中心軸)をZ軸と規定
すれば、上記屈曲運動により生ずる膝屈曲角度θの大き
さは、第1ポテンショメータ52の第1摺動接片軸53
を中心としてZ軸を基準に回動する角度θ1と、第2ポ
テンショメータ56の第2摺動接片軸57を中心として
Z軸を基準に回動する角度θ2 より求まる。
脚部用センサーの下脚部材1が図31に示すように、自
動車のバンパー92bに衝突して、ダミー脚部用センサ
ーが屈曲運動を行うと、図32に示すように膝屈曲角度
検出機構部50にも屈曲運動が生じる。第1ポテンショ
メータ52の第1摺動接片軸53と第2ポテンショメー
タ56の第2摺動接片軸57を結ぶ連結軸(円柱連結部
54aと円筒連結部58aの共通中心軸)をZ軸と規定
すれば、上記屈曲運動により生ずる膝屈曲角度θの大き
さは、第1ポテンショメータ52の第1摺動接片軸53
を中心としてZ軸を基準に回動する角度θ1と、第2ポ
テンショメータ56の第2摺動接片軸57を中心として
Z軸を基準に回動する角度θ2 より求まる。
【0100】さて、下脚部材1(第1起歪体10でもあ
る)がZ軸から回動角度θ1 だけ回動すると、第1摺動
接片軸53を介して第1連結側剛体部12と一体化され
た第1ポテンショメータ52の摺動接片(図示なし)
が、第1ポテンショメータ保持部材54と一体化された
可変抵抗体(図示なし)に対して相対的に回転変位する
ことになるから、第1ポテンショメータ52からは、下
脚部材1の回動角度θ1に対応した電気抵抗値に基づく
検出電圧が出力される。
る)がZ軸から回動角度θ1 だけ回動すると、第1摺動
接片軸53を介して第1連結側剛体部12と一体化され
た第1ポテンショメータ52の摺動接片(図示なし)
が、第1ポテンショメータ保持部材54と一体化された
可変抵抗体(図示なし)に対して相対的に回転変位する
ことになるから、第1ポテンショメータ52からは、下
脚部材1の回動角度θ1に対応した電気抵抗値に基づく
検出電圧が出力される。
【0101】この場合、第1ポテンショメータ保持部材
54と第2ポテンショメータ保持部材58とは、円柱連
結部54aと円筒連結部58aとの連結作用により同一
姿勢を取るように構成されている関係で、第1ポテンシ
ョメータ保持部材54は、そのときの衝突力に応じたZ
軸からの角度姿勢の位置に保持されることになる。従っ
て、第1ポテンショメータ52からの抵抗値は、摺動接
片が基準出力時の位置から回動角度θ1 だけ回転変位し
たときの位置に対応した電気抵抗値となる。尚、この回
動角度θ1は、Z軸に対し時計回りを+とし、反時計回
りを−とする。
54と第2ポテンショメータ保持部材58とは、円柱連
結部54aと円筒連結部58aとの連結作用により同一
姿勢を取るように構成されている関係で、第1ポテンシ
ョメータ保持部材54は、そのときの衝突力に応じたZ
軸からの角度姿勢の位置に保持されることになる。従っ
て、第1ポテンショメータ52からの抵抗値は、摺動接
片が基準出力時の位置から回動角度θ1 だけ回転変位し
たときの位置に対応した電気抵抗値となる。尚、この回
動角度θ1は、Z軸に対し時計回りを+とし、反時計回
りを−とする。
【0102】一方、上脚部材2(第2起歪体30でもあ
る)がZ軸から回動角度θ2 だけ回動すると、第2摺動
接片軸57を介して第2連結側剛体部32と一体化され
た第2ポテンショメータ56の摺動接片と、第2ポテン
ショメータ保持部材58と一体化された可変抵抗体との
間にも相対回転変位が生じて、第2ポテンショメータ5
6から上脚部材2の回動角度θ2 に対応した抵抗値に応
じた電圧が出力される。尚、この回動角度θ2は、Z軸
に対し時計回りを−とし、反時計回りを+とする。
る)がZ軸から回動角度θ2 だけ回動すると、第2摺動
接片軸57を介して第2連結側剛体部32と一体化され
た第2ポテンショメータ56の摺動接片と、第2ポテン
ショメータ保持部材58と一体化された可変抵抗体との
間にも相対回転変位が生じて、第2ポテンショメータ5
6から上脚部材2の回動角度θ2 に対応した抵抗値に応
じた電圧が出力される。尚、この回動角度θ2は、Z軸
に対し時計回りを−とし、反時計回りを+とする。
【0103】この第1ポテンショメータ52または第2
ポテンショメータ56の出力電圧値に基づいて、剪断力
およびX軸回りのモーメントに係わる変形角度を直接計
測することができる。以上、図示の一実施例に基づいて
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲内において種々に変形実
施することができる。
ポテンショメータ56の出力電圧値に基づいて、剪断力
およびX軸回りのモーメントに係わる変形角度を直接計
測することができる。以上、図示の一実施例に基づいて
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲内において種々に変形実
施することができる。
【0104】例えば、図示実施例では、第1起歪体10
を第1固定側剛体部11、第1連結側剛体部12、4本
の第1起歪柱体13〜16から構成しているが、第1固
定側剛体部11および第1連結側剛体部12の形状、構
造は図示例のものに限定されることはなく、設計の目的
および必要に応じて、適宜の形状、構造、大きさを採用
することが可能であり、また、4本の第1起歪柱体13
〜16についても、その形状や個数については、例え
ば、2本でもよく設計の目的および必要に応じて適宜に
変更することが可能である。これは、第2起歪体30に
ついても同様である。
を第1固定側剛体部11、第1連結側剛体部12、4本
の第1起歪柱体13〜16から構成しているが、第1固
定側剛体部11および第1連結側剛体部12の形状、構
造は図示例のものに限定されることはなく、設計の目的
および必要に応じて、適宜の形状、構造、大きさを採用
することが可能であり、また、4本の第1起歪柱体13
〜16についても、その形状や個数については、例え
ば、2本でもよく設計の目的および必要に応じて適宜に
変更することが可能である。これは、第2起歪体30に
ついても同様である。
【0105】また、膝部材3、4についても、その形
状、個数、配設位置、第1連結側剛体部12および第2
連結側剛体部32への固定方法等についても、設計の目
的および必要に応じて図示例とは異なるように例えば、
4本にしてもよい。また、図示実施例では、膝屈曲角度
検出機構部50に2個のポテンショメータ52、56を
使用するように構成されているが、他の手段方法、例え
ばフォトインタラプタのようなディジタル検出器を用い
てもよいし、また、ポテンショメータの抵抗体として
は、コンダクティブプラスチック型、サーメット型、巻
線型等いずれを用いてもよい。
状、個数、配設位置、第1連結側剛体部12および第2
連結側剛体部32への固定方法等についても、設計の目
的および必要に応じて図示例とは異なるように例えば、
4本にしてもよい。また、図示実施例では、膝屈曲角度
検出機構部50に2個のポテンショメータ52、56を
使用するように構成されているが、他の手段方法、例え
ばフォトインタラプタのようなディジタル検出器を用い
てもよいし、また、ポテンショメータの抵抗体として
は、コンダクティブプラスチック型、サーメット型、巻
線型等いずれを用いてもよい。
【0106】また、第1角度変換器51と第2角度変換
器55との連結についても、膝屈曲角度検出機構部50
の目的、効果を奏する範囲内であれば、図示例とは異な
る形状、構造に構成することができる。また、第1起歪
柱体13〜16および第2起歪柱体33〜36に配設す
るひずみゲージについても、その構造、配設個数、配設
個所を設計の目的および必要に応じて図示例とは異なる
ように決定することができる。
器55との連結についても、膝屈曲角度検出機構部50
の目的、効果を奏する範囲内であれば、図示例とは異な
る形状、構造に構成することができる。また、第1起歪
柱体13〜16および第2起歪柱体33〜36に配設す
るひずみゲージについても、その構造、配設個数、配設
個所を設計の目的および必要に応じて図示例とは異なる
ように決定することができる。
【0107】また、上記実施例では、多分力計、ポテン
ショメータ、加速度変換器を各々2個配設してあるが、
場合によっては、その一つを省略することも可能であ
り、または、2個の各変換器の出力のうちの1つを計測
に用いたり、2個の変換器の出力値の平均をとるように
してもよい。
ショメータ、加速度変換器を各々2個配設してあるが、
場合によっては、その一つを省略することも可能であ
り、または、2個の各変換器の出力のうちの1つを計測
に用いたり、2個の変換器の出力値の平均をとるように
してもよい。
【0108】
【発明の効果】以上詳しく述べたところより明らかなよ
うに、本発明によれば、ダミー脚部用センサーの下脚部
材に設けた第1多分力計の出力と上脚部材に設けた第2
多分力計の出力とに基づいて、車両がY軸方向からダミ
ー脚部用センサーの下脚部材と衝突したときに少なくと
も、膝部材に生じる剪断力、Z軸方向に生じる張力、X
軸回りに働く曲げモーメントMxおよび屈曲角度θをそ
れぞれ直接的に且つ簡便に計測することができる。
うに、本発明によれば、ダミー脚部用センサーの下脚部
材に設けた第1多分力計の出力と上脚部材に設けた第2
多分力計の出力とに基づいて、車両がY軸方向からダミ
ー脚部用センサーの下脚部材と衝突したときに少なくと
も、膝部材に生じる剪断力、Z軸方向に生じる張力、X
軸回りに働く曲げモーメントMxおよび屈曲角度θをそ
れぞれ直接的に且つ簡便に計測することができる。
【0109】また、第1多分力計または下脚部材に第1
加速度変換器を設置したから、この第1の加速度変換器
からの出力値に基づいて下脚部材または第1起歪体に印
加される衝撃力を演算により求めることができる。
加速度変換器を設置したから、この第1の加速度変換器
からの出力値に基づいて下脚部材または第1起歪体に印
加される衝撃力を演算により求めることができる。
【0110】また、本発明によれば、簡略な構成でしか
も比較的小型化された第1、第2多分力計内に第1、第
2角度変換器を内蔵せしめたから、ダミー脚部にコンパ
クトに内蔵化され、上記するような各種の計測項目を効
率よく実際の人体の脚部に近い模擬状態で計測を行うこ
とができ、しかも車両の衝撃を受けても損傷を受け難い
構成となっているから、繰り返して計測に供することが
できる。
も比較的小型化された第1、第2多分力計内に第1、第
2角度変換器を内蔵せしめたから、ダミー脚部にコンパ
クトに内蔵化され、上記するような各種の計測項目を効
率よく実際の人体の脚部に近い模擬状態で計測を行うこ
とができ、しかも車両の衝撃を受けても損傷を受け難い
構成となっているから、繰り返して計測に供することが
できる。
【図1】本発明に係る歩行者の脚部保護試験に用いるダ
ミー脚部用センサーの概略構造を模式的に示す斜視図で
ある。
ミー脚部用センサーの概略構造を模式的に示す斜視図で
ある。
【図2】図1のダミー脚部用センサーを正面(X軸方
向)から見たときの外観概略構造を示す正面外観図であ
る。
向)から見たときの外観概略構造を示す正面外観図であ
る。
【図3】図1のダミー脚部用センサーを側面から(Y軸
方向)から見たときの外観概略構造を示す側面外観図で
ある。
方向)から見たときの外観概略構造を示す側面外観図で
ある。
【図4】図2におけるダミー脚部用センサーに係る断面
構成図である。
構成図である。
【図5】ダミー脚部用センサーの一部を構成する第1起
歪体に係る正面外観図である。
歪体に係る正面外観図である。
【図6】図5の第1起歪体に係る側面図である。
【図7】図5の第1起歪体に係る上面図である。
【図8】Y軸方向に加わる力Fy を検出するためのFy
用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、第1起歪柱
体をX軸方向から見たときの配置図である。
用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、第1起歪柱
体をX軸方向から見たときの配置図である。
【図9】Y軸方向に加わる力Fy を検出するためのFy
用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、第1起歪柱
体をY軸方向から見たときの図を示す。
用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、第1起歪柱
体をY軸方向から見たときの図を示す。
【図10】Y軸方向に加わる力Fy を検出するためのF
y 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、図5の第
1起歪体の第1起歪柱体に係るA−A線矢視方向および
B−B線矢視方向の断面における図を示す。
y 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、図5の第
1起歪体の第1起歪柱体に係るA−A線矢視方向および
B−B線矢視方向の断面における図を示す。
【図11】Y軸方向に加わる力Fy1を検出するために結
線されたFy1用第1ホイートストンブリッジ回路の構成
を示す回路図である。
線されたFy1用第1ホイートストンブリッジ回路の構成
を示す回路図である。
【図12】Y軸方向に加わる力Fy1を検出するために結
線されたFy1用第2ホイートストンブリッジ回路の構成
を示す回路図である。
線されたFy1用第2ホイートストンブリッジ回路の構成
を示す回路図である。
【図13】Z軸方向に加わる力Fz を検出するためのF
z 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、第1起歪
柱体をX軸方向から見たときの図を示す。
z 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、第1起歪
柱体をX軸方向から見たときの図を示す。
【図14】Z軸方向に加わる力Fz を検出するためのF
z 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、第1起歪
柱体をY軸方向から見たときの図を示す。
z 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、第1起歪
柱体をY軸方向から見たときの図を示す。
【図15】Z軸方向に加わる力(張力)Fz を検出する
ためのFz 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、
図5の第1起歪体の第1起歪柱体に係るA−A線矢視方
向およびB−B線矢視方向の断面における図を示す。
ためのFz 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図で、
図5の第1起歪体の第1起歪柱体に係るA−A線矢視方
向およびB−B線矢視方向の断面における図を示す。
【図16】Z軸方向に加わる力Fz1を検出するために結
線されたFz1用第1ホイートストンブリッジ回路の構成
を示す回路図である。
線されたFz1用第1ホイートストンブリッジ回路の構成
を示す回路図である。
【図17】Z軸方向に加わる力Fz1を検出するために結
線されたFz1用第2ホイートストンブリッジ回路の構成
を示す回路図である。
線されたFz1用第2ホイートストンブリッジ回路の構成
を示す回路図である。
【図18】X軸回りに働く曲げモーメントMx を検出す
るためのMx 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図
で、第1起歪柱体をX軸方向から見たときの図を示す。
るためのMx 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図
で、第1起歪柱体をX軸方向から見たときの図を示す。
【図19】X軸回りに働く曲げモーメントMx を検出す
るためのMx 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図
で、第1起歪柱体をY軸方向から見たときの図を示す。
るためのMx 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図
で、第1起歪柱体をY軸方向から見たときの図を示す。
【図20】X軸回りに働く曲げモーメントMx を検出す
るためのMx 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図
で、図5の第1起歪体の第1起歪柱体に係るA−A線矢
視方向およびB−B線矢視方向の断面における図を示
す。
るためのMx 用ひずみゲージの添着状態を示す配置図
で、図5の第1起歪体の第1起歪柱体に係るA−A線矢
視方向およびB−B線矢視方向の断面における図を示
す。
【図21】X軸回りに働く曲げモーメントMx を検出す
るために結線されたMx 用ホイートストンブリッジ回路
の構成を示す回路図である。
るために結線されたMx 用ホイートストンブリッジ回路
の構成を示す回路図である。
【図22】共に共通の構成をなす第1ポテンショメータ
および第2ポテンショメータの平面概略構成を示す平面
外観図である。
および第2ポテンショメータの平面概略構成を示す平面
外観図である。
【図23】図22の第1ポテンショメータおよび第2ポ
テンショメータの側面概略構成を示す側面外観図であ
る。
テンショメータの側面概略構成を示す側面外観図であ
る。
【図24】一対の膝部材で連結された第1起歪体と第2
起歪体とが、自由直立の状態で切り離し手段に吊下げら
れたときを示す模式図で、一対の膝部材の部分をX軸方
向から見た場合の図である。
起歪体とが、自由直立の状態で切り離し手段に吊下げら
れたときを示す模式図で、一対の膝部材の部分をX軸方
向から見た場合の図である。
【図25】一対の膝部材で連結された第1起歪体と第2
起歪体とが、自由直立の状態で切り離し手段に吊下げら
れたときを示す模式図で、膝屈曲角度検出機構部の部分
をX軸方向から見た場合の図である。
起歪体とが、自由直立の状態で切り離し手段に吊下げら
れたときを示す模式図で、膝屈曲角度検出機構部の部分
をX軸方向から見た場合の図である。
【図26】図1のダミー脚部用センサーの下脚部材に側
方から自動車が衝突したときの一対の膝部材の屈曲状態
を示す模式図である。
方から自動車が衝突したときの一対の膝部材の屈曲状態
を示す模式図である。
【図27】図26に示す一対の膝部材の屈曲状態を説明
するための1例を示す状態模式図である。
するための1例を示す状態模式図である。
【図28】図27に示す屈曲状態をさらに模式化した場
合の状態模式図である。
合の状態模式図である。
【図29】図26に示す一対の膝部材の屈曲状態を説明
するための他の例を示す状態模式図である。
するための他の例を示す状態模式図である。
【図30】図29に示す屈曲状態をさらに模式化した場
合の状態模式図である。
合の状態模式図である。
【図31】一対の膝部材で連結された第1起歪体と第2
起歪体に働く各力およびモーメントを示す説明図であ
る。
起歪体に働く各力およびモーメントを示す説明図であ
る。
【図32】図1のダミー脚部用センサーの下脚部材に側
方から自動車が衝突したときの膝屈曲角度検出機構部の
屈曲状態を示す模式図である。
方から自動車が衝突したときの膝屈曲角度検出機構部の
屈曲状態を示す模式図である。
【図33】自動車が歩行者の脚部に衝突したときに発生
する3つの傷害パターンを説明するための説明図であ
る。
する3つの傷害パターンを説明するための説明図であ
る。
【図34】従来型のダミー脚部用センサーの一例に係る
概略構造を示す模式図である。
概略構造を示す模式図である。
【図35】従来型のダミー脚部用センサーの他の一例に
係る概略構造を示す模式図である。
係る概略構造を示す模式図である。
【図36】本発明者等が試作した試作ダミー脚部用セン
サーの概略構造を示す模式図である。
サーの概略構造を示す模式図である。
【図37】図36の試作ダミー脚部用センサーを人体の
皮膚部と肉部に相当する表皮体で被覆した後の模式外観
図である。
皮膚部と肉部に相当する表皮体で被覆した後の模式外観
図である。
【図38】図36の試作ダミー脚部用センサーの第2起
歪体と第1起歪体との詳細構造を拡大して示す拡大模式
図である。
歪体と第1起歪体との詳細構造を拡大して示す拡大模式
図である。
【図39】車両が歩行者の側方から衝突するケースを想
定して衝突試験を行ったときの状態を示す試験状態図で
ある。
定して衝突試験を行ったときの状態を示す試験状態図で
ある。
1 下脚部材 2 上脚部材 3、4 一対の膝部材(板状部材) 5 第1連結固定ねじ 5′ 第2連結固定ねじ 10 第1起歪体 11 第1固定側剛体部 11a 第1部材接合部 11b 第1フランジ部 12 第1連結側剛体部 12a 第1中空部 12d、12e 嵌め込み凹部 13〜16 第1起歪柱体 17 第1カバー部材 17b 加速度変換器取付け台座 18 Fy 用第1ゲージ端子板 19 Fz 用第1ゲージ端子板 20 Mx 用第1ゲージ端子板 21 第1加速度変換器 22 第2加速度変換器 30 第2起歪体 31 第2固定側剛体部 31a 第2部材接合部 31b 第2フランジ部 32 第2連結側剛体部 32a 第2中空部 32d、32e 嵌め込み凹部 32f 第2ねじ孔 33〜36 第2起歪柱体 33a、33b〜36a、36b 凹面部 37 第2カバー部材 37b 加速度変換器取付け台座 38 Fy 用第2ゲージ端子板 39 Fz 用第2ゲージ端子板 40 Mx 用第2ゲージ端子板 50 膝屈曲角度検出機構部 51 第1角度変換器 52 第1ポテンショメータ 52a、56a ケース 52b、56b ねじ孔 53 第1摺動接片軸 54 第1ポテンショメータ保持部材 54a 円柱連結部 54b、58c 回り止め用ねじ 55 第2角度変換器 56 第2ポテンショメータ 57 第2摺動接片軸 58 第2ポテンショメータ保持部材 58a 円筒連結部 P1 第1モーメント中心 P2 第2モーメント中心 Ya1〜Ya4、Ya5〜Ya8 Fy 用アクティブひずみゲー
ジ Yd1〜Yd4、Yd5〜Yd8 Fy 用ダミーひずみゲージ Za1〜Za8 Fz 用アクティブひずみゲージ Zd1〜Zd8 Fz 用ダミーひずみゲージ (Za1、Zd1)〜(Za8、Zd8) Fz 用組合せゲージ M5 〜M8 8個のMx 用ひずみゲージ θ 膝屈曲角度角度 84 第2起歪体 85 第1起歪体 86 人体の皮膚部と肉部に相当する表皮体 91 切り離し装置 92 車両 92a フードエッジ 92b バンパー 93 射出手段 93a 柔軟部材
ジ Yd1〜Yd4、Yd5〜Yd8 Fy 用ダミーひずみゲージ Za1〜Za8 Fz 用アクティブひずみゲージ Zd1〜Zd8 Fz 用ダミーひずみゲージ (Za1、Zd1)〜(Za8、Zd8) Fz 用組合せゲージ M5 〜M8 8個のMx 用ひずみゲージ θ 膝屈曲角度角度 84 第2起歪体 85 第1起歪体 86 人体の皮膚部と肉部に相当する表皮体 91 切り離し装置 92 車両 92a フードエッジ 92b バンパー 93 射出手段 93a 柔軟部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 古志郎 茨城県つくば市苅間2530 財団法人日本 自動車研究所内 (72)発明者 山下 晴久 東京都調布市調布ヶ丘3丁目5番地1 株式会社共和電業内 (56)参考文献 特開 平5−209806(JP,A) 特開 昭48−10701(JP,A) 実開 平2−75544(JP,U)
Claims (3)
- 【請求項1】 直立した人体の前後方向に相当する方向
をX軸、人体の側面方向に相当する方向をY軸、人体の
上下方向に相当する方向をZ軸と規定したときに、車両
の最先端部と人体脚部の下側部位である下脚部に相当し
且つ衝撃力測定時にZ軸上に設定される下脚部材とが、
Y軸方向から衝突したときに、人体脚部の膝部に相当す
る膝部材に生じる少なくとも衝撃力、剪断力、X軸回り
の曲げモーメントおよびZ軸方向の張力を測定する歩行
者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサーであっ
て、 人体脚部の上側部位である上脚部に相当し且つ衝撃力測
定時にZ軸上に設定される上脚部材と、前記下脚部材に
一体的に結合され得る固定側剛体部とこの固定側剛体部
に起歪柱体を介して連接された連結側剛体部とを有し、
且つ、この連結側剛体部が前記膝部材の一端領域に結合
された第1多分力計と、 前記上脚部材に一体的に結合され得る固定側剛体部とこ
の固定側剛体部に起歪柱体を介して連接された連結側剛
体部とを有し、且つ、この連結側剛体部が前記膝部材の
他端領域に結合された第2多分力計と、 前記第1多分力計内に設けられた第1角度変換器と、 前記第2多分力計内に設けられた第2角度変換器と、 前記第1角度変換器と前記第2角度変換器とを、両者間
の相対距離の変化を許容し得るように連結する角度変換
器連結手段と、 を有し、前記車両の最先端部と前記下脚部材とがY軸方
向から衝突したときに、前記第1多分力計からの出力値
と前記第2多分力計からの出力値に基づいて、前記膝部
材に生じる少なくとも剪断力、X軸回りの曲げモーメン
トおよびZ軸方向の張力を計測することが可能で、且
つ、前記第1角度変換器からの出力値と前記第2角度変
換器からの出力値に基づいて、少なくとも剪断力および
X軸回りの曲げモーメントに係わる変形角度を計測する
ことが可能であるように構成したことを特徴とする歩行
者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサー。 - 【請求項2】 前記第1多分力計または前記下脚部材に
おける前記Y軸方向からの衝突力が直接加えられない部
位に第1加速度変換器を設置し、この第1の加速度変換
器からの出力値に基づいて、前記膝部材に生じる衝撃力
を計測することが可能であるように構成したことを特徴
とする請求項1に記載された歩行者の脚部保護試験に用
いるダミー脚部用センサー。 - 【請求項3】 前記第1多分力計の起歪柱体と前記第2
多分力計の起歪柱体とは、それぞれがZ軸から等距離だ
け離れた位置で且つそれぞれの間の角度間隔が等しく設
定された位置に形成された各4本の矩形断面または正方
形断面を持つ単位起歪柱体を有する起歪柱体として構成
され、さらに、前記第1多分力計の起歪柱体の各々およ
び前記第2多分力計の起歪柱体の各々のそれぞれ4個の
外表面に、少なくとも、Y軸方向の衝撃力印加に起因し
て撓む際に前記各々の単位起歪柱体に生じるY軸方向の
ひずみを検出し得るひずみゲージと、Z軸方向のひずみ
を検出し得るひずみゲージと、X軸回りに働く曲げモー
メントとを検出し得るひずみゲージをそれぞれに具えた
起歪柱体として構成されていることを特徴とする請求項
1または2に記載された歩行者の脚部保護試験に用いる
ダミー脚部用センサー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6129918A JP2722171B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6129918A JP2722171B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 歩行者の脚部保護試験に用いるダミー脚部用センサー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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