取得学位：博士(工学)，学位授与番号：博甲第730号，学位授与年月日：平成17年3月22

Konosu, Atsuhiro

鴻巣 敦宏

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鴻巣敦宏博士（工学）博甲第730号平成１７年３月２２日課程博士（学位規則第４条第１項）歩行者保護規制用脚部衝撃子の開発山崎俊一（自然科学研究科・客員教授）押野康夫（自然科学研究科・客員教授），藤川達夫（自然科学研究科・客員助教授），内山吉隆（自然科学研究科・教授），坂本二郎（自然科学研究科・助教授）氏名学位の種類学位記番号学位授与の日付学位授与の要件学位授与の題目論文審査委員(主査）論文審査委員(副査）学位論文要旨AbstractSeveralpedestriallleg-fbrmimpactorshavebeendevelopedtoassesscaraggressivenesstowardpedestrianlowerextremitiesincar-peClestrianacciClents・However）alloftheleg-fbrmimpactorsarecomposedofrigidlongbonesandtherefbrecannotproperlysimulatehumanlowerextremityresponses・Furthermore,measurementinstrumentsareonlyinstanedatthekneejointlevel,sotheimpactorscannotdetectotherpeClestrianlowerextremityinjuries・Thisstudydevelopsapedestrianleg-fbrmimpactorthatcanproperlysimulatehumanboneflexibⅢty5Theimpactordemonstrateditshighbiofidelityatthecomponentlevel(thigll,knee,andlegindependently)aswenasattheassemblylevel(tlligIhknee-1egcomplex)．Theimpactorwasalsoequippedwithstraingagesatmultiplelocationsontllelongbonesaswellasfburpotentiometerstomeasureanofthekneeligamentelongations・Thedevelopedimpactordemonstrateditssuperiorabilitytoassessinjuriesinacar-to-leg-fbrmimpacttest．１．はじめに現在，歩行者と自動車の衝突事故において，歩行者の脚部に発生する傷害（脚部骨折および膝部靭帯損傷）を低減させることを目的とした法規制が，日本，欧州をはじめ，世界的に検討されている．なお，現在，検討されている歩行者脚部保護規制は，人体の脚部を模擬した衝撃子（以下，「脚部衝撃子」と称す）を所定の速度で車両前面部に衝突させ,同衝撃子に加わる衝撃度合いを，ある基準値以下となるよう車両に義務付ける内容としている．同規制が施行された場合，施行後に販売される車両の前面部には，歩行者の脚部を保護するための性能を付加する必要がある為，歩行者対自動車衝突事故における歩行者脚部の傷害が低減されると考えられている．しかしながら，これまでに開発された脚部衝撃子の骨部は，全て剛体構造で作成され几-296-ているため，人体の骨部ではみられる車両衝突時の曲げ変形が再現できない．また，従来の脚部衝撃子は，膝部周りの衝撃度合いしか計測することができず，脚部全体での適切な脚部傷害判定が行えない可能性が高い．本研究では，従来の歩行者保護規制用脚部衝撃子よりも生体忠実度が高く，より適切な脚部傷害評価が行える歩行者保護規制用脚部衝撃子を開発することを目的とした．以下では，本研究において開発･改良してきた歩行者保護規制用脚部衝撃子を，開発順に第１号機,第２号機，第３号機と呼ぶことにする（図１に本研究のフローを示す)．第１号機の開発･骨部の曲げ変形可能な脚部衝撃子の開発･生体忠実度の検証第２号機の開発・部位別での生体忠実度の検証レベルの向上・脚部傷害判定用計測器の内蔵・コンピュータモデルの開発・コンピュータ上での脚部全体での生体忠実度の予測・実車試験への適用と実験上の問題点の把握第S号機の開発・実験上の問題点の改良・部位別ならびに脚部全体での生体忠実度の検証図１本研究のフロー２．骨部の曲げ変形可能な脚部衝撃子の開発と生体忠実度の検証（第１号機の開発）はじめに，人体と同様に，骨部の曲げ変形が可能な第１号機（図２参照）の開発｜だ．同開発では，ガラス繊維強化プラスチックを材料とする骨部心材をペースに，１可能な第１号機（図２参照）の開発に取り組んクを材料とする骨部心材をペースに，骨部を人体と同等な曲げ変形が可能な構造とした（図３，図４参照)．骨部を曲げ変形可能としたことで，従来の脚部衝撃子（骨部が剛体構造）よりも生体忠実度が飛躍的に向上したと考えられる．しかしながら，生体忠実度の検証のペースとなる献体実験データ（特に，部位レベルでの献体実験データ）が文献から十分に得られなかったことから，引き続き，献体実験データの収集と，同データを基にした脚部衝撃子の生体忠実度の検証が必要とされた．また，同機には脚部傷害判定用の計測器が内蔵されていなかったため，計測器の内蔵も必要とされた．-297-大腿部＊(フレキシブル構造）1W責靭帯部下腿部＊(フレキシブル構造）*肉部は非表示第１号機の全体構造図２１６１力骨骨圧圧ネ●■●●●●■●●●１２３４５ロ》ン6:衝突緩衝用部材(c)下部から見た写真⑥概観写真 (b)断面図第１号機の骨部の構造図３298こつ負荷方向⑭骨部心材の曲がり材質：ガラス繊維強化プラスチック(GFRP）図４第１号機の骨部心材３部位別での生体忠実度の検証レベルの向上と脚部傷害判定用計測器の内蔵（第２号機の開発）つぎに，部位別での生体忠実度の検証レベルが高い第２号機の開発に取り組んだ．同開発では，部位別の生体忠実度の検証に必要な献体実験データを重点的に収集し，第２号機の部位別での生体忠実度を検証した．その結果，同機は，部位別で高い生体忠実度を有することが明らかとなり（図５参照)，同機の部位別での生体忠実度の高さを証明することができた．また，同開発においては，脚部傷害判定用の計測器を内蔵することも検討した．その結果，従来の脚部衝撃子の代表例であるTRL-LFIでは膝部周りに計３個の計測器を有するのみであったのに対し，同機では計１５個の計測器を脚部全体に内蔵することができた（図６参照)．同機は，従来の脚部衝撃子（TRLLFI）よりも，数多くの計測器を脚部全体に内蔵したことで，より適切な脚部傷害評価が可能となっている．７６５－、三４－〆３剛に２１００ 1０ 2０３０変形量(､m〉4０ 5０図５第２号機の生体忠実度の検証例（第２号機の大腿部の荷重変形特性の検証）-299-丑`へ碑‘ /；、 ７」 夕＊ Ｋｅｍｇａｎｅｔａ1.2003**肉部の底付き後の骨部の特性は献体の荷重変形特性と同等

歩行者保護規制用脚部衝撃子の開発

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