本研究では,自動車乗車中,横方向加速度が働く運転者と同乗者を模擬した加振実験 を行い,基本的な挙動と筋活動を観察し,それぞれにとって快適性の高いシート特性を 体各部のロール角と筋電位,官能評価の結果から検討した.
以下に本研究から得られた運転者と同乗者の挙動と筋活動の特徴を示し,それぞれにと って快適性の高いシート特性の提案を行う.
【基本挙動】
・運転者
ハンドル操作に伴い各部の挙動が発生する.頭部,肩部,胸部はカーブ方向にロール が発生し,腰部はカーブ方向と逆方向に沈み込むようにロールが発生する.その際,ハ ンドル操作に伴う姿勢維持のために主にカーブ内側の胴体部とカーブ外側の沈み込む 臀部の筋肉が働いている.
・同乗者
体が振り子のように左右に振られる動きをする.頭部,肩部,胸部,腰部全ての部位 でカーブ外側にロールが発生し,その際,姿勢維持のためにカーブ内側の胴体部と臀部 の筋肉が働く
【快適性の高いシート条件】
・運転者
快適性の高いシートとして「ハンドル操作を阻害することなく,挙動と筋活動を低減 できるシート」を目指し,検討を行った.肩部と背部のサイドサポートによって胴体部 の挙動が低減し,座部が硬いシートで胴体部と臀部の挙動・筋活動ともに低減できる結 果となった.しかし,操作性の官能評価の結果,肩部のロール角は大きいほど操作性が 良いと感じることから,運転者の快適性向上のためには,胴体部の動きを自由にしつつ,
座部の特性によって臀部の挙動を低減することが重要ということがわかった.
・同乗者
快適性の高いシートとして「挙動と筋活動を低減できるシート」を目指し,検討を行 った.背部のサイドサポートによって挙動と筋活動が大きく低減した.特に胴体上部の サポートによって効率的に低減されており,より上部のサポートが挙動低減には有効だ ということがわかった.また,官能評価の結果でも,同乗者は胴体部が左右に振られる ことを不快と感じており,同乗者の快適性向上のためには,背部と肩部のサイドサポー トが重要だということがわかった.
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今後の課題
[1] 本研究では,実験条件において運転者条件と同乗車条件で細かく姿勢の指示を与え,
被験者間の挙動のばらつきを抑えた.しかし,実際の乗員の挙動は様々で,特に運転者 は,人によって運転姿勢が異なってくる.そのため今回の実験結果が全ての運転者に適 用できるわけではなく,また同乗者においても今回与えた指示のように完全に脱力状態 で座っている人だけではない.あくまでも1つの姿勢で今回の実験結果が出たように,
姿勢によって運転者と同乗者の挙動や筋活動は変わってくるものと考えられる.したが って,汎用性のある運転者と同乗者のシート快適性向上には,運転者,同乗車の挙動の 種類分け,またそれに伴うシート特性の変更の検討が必要である.
[2] 本研究では,運転者条件で座部の硬さによって,挙動と筋活動が低減されることが わかった.しかし,基準シートと比較シートの2種類の硬さのみの検討結果であるため,
座部固さの具体的な挙動への影響はわかっていない.座部が固くなるほど腰部の挙動は 低減されると考えられるが,ある程度の硬さを超えると座り心地に関して不快と感じる ことが予測される.また,長時間着座することによる疲れなどによっても不快と感じる シートになる可能性がある.したがって座部の硬さ変更に伴う挙動変化をより詳細に観 察し,適切な座部の硬さを検討する必要がある.
[3] 実験結果より,運転者条件,同乗者条件で物理量と感覚量の相関関係を調べたが,
今回の検討では被験者全員を通して行った結果であり,個々人の傾向まで調べることが できていない,課題[1]と同様に相関関係についても被験者によって傾向が異なってく ることが予想されるため,被験者を個別に観察し,傾向ごとに場合分けをする必要があ る.
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参考文献
第1章
(1) 逢坂政夫:着座人体の姿勢パラメータと振動特性の関連性,首都大学東京大学院 2013年度 修士論文 2014
(2) 菊池俊之:快適性を考慮した人体-シート系の連成振動解析,首都大学東京大学院 2012年度 修士論文 2013
(3)今野寛之,近藤善之,和田隆宏,土井俊一:横加速度環境下における乗員姿勢の解 析と車両運動の快適性向上への応用 2012
(4)武馬修一,矢萩孝志,神田亮,高橋経範,土井俊一:スラローム走行時のドライバ 頭部挙動と操舵行動の解析 2009
(5) 武馬修一,梶野英紀,趙在成,高橋経範,土井俊一:旋回ロール時のドライバ挙動 の解析と考察 2009
(6) 和田隆宏,藤沢智,今泉克哉,上地徳昌,土井俊一:ドライバ頭部運動の動揺病抑 制効果の解析
(7) 小池俊輝:シートに着座する人体の振動特性に関する研究-運転者と同乗者の差異の 検討-,首都大学東京 2012年度 卒業論文 2013
(8) ISO2631-1 Mechanical vibration and shock -Evaluation of human exposure to whole-body vibration Part 1 : General requirements
第2章
(1) 小林樹幸:エレベータ乗りかごの動特性の推定,平成17年度特別研究論文 (2) 臨床歩行分析研究会: 臨床歩行計測入門,医歯薬出版株式会社
(3) Peter Konrad:The ABC of EMG A Practical Introduction to Kinesiological Electromyography
(4) P.G.ホエール:初等統計学,培風館 1981
(5) 森 敏昭,吉田 寿夫,他:心理学のためのデータ解析テクニカルブック,北大路 書房 1990
(6) 竹村彰通:現代数理統計学,創文社 1991
(7) 鈴木晥之:統計学の基礎,東京電機大学出版局 2000
(8) 福田忠彦:人間工学ガイド―感性を科学する方法―,サイエンティスト社 2004 なお,p値や相関係数については以下も参考にした.
http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/lecture/Corr/corr.html 第3章
(1) 山田茂,後藤 勝正:分子の目で見た骨格筋の疲労,NAP
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第4章
(1) 松嶋朗生:快適性評価のための自動車シート着座人体のモデルの作成,首都大学東 京大学院 2009年度 修士論文
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付録
謝辞
私,小池俊輝は非常にわがままで自分勝手な男です.そのため学部 4 年から修士 2 年までの 3 年間の研究室生活においてもその暴君ぶりを遺憾無く発揮することができ ました.ゼミには遅刻する.無断欠席する.発表資料は作らないなど,卒業できるのが 不思議なくらいです.しかし,こうやってなんとか卒業まで漕ぎ着けることが出来たの も,研究室の方々を初め非常に多くの人のご協力があったからです.この場を借りて御 礼申し上げます.本当にありがとうございました.本当にご迷惑をおかけしました.私 に関わってくれた全ての人に感謝致します.
学部生の時から,私は体育会ヨット部に所属しており,研究室に来るよりもヨットに 出かけている方が多かったです.その都合上,夏休み期間は週に2日間しか研究室に来 る事が出来ませんでした.また,大学院に進学してからもヨットの活動を続け,2度の 海外遠征を行い,研究室に不在の時期が非常に長くなりました.そんな私のプライベー トの活動を優先させてくれたのは吉村先生でした.吉村先生は,私が海外遠征のお許し を頂きに行ったとき,「優勝できなかったら留年ね」と冗談半分に言われ,背中を押し てくださいました.優勝をすることは出来ませんでしたが卒業させていただき,本当に ありがとうございました.またプライベートの事だけではなく,学業の面でも非常にお 世話になりました.毎回進捗が芳しくない私は吉村先生を本当に困らせたと思います.
最後まで見捨てずに指導してくださいまして,本当にありがとうございました.いつか 私がヨットを購入したときは吉村先生に一番に乗って頂こうと思いますので,その時は お忙しい時間を私のために開けていただけると幸いです.
そんな研究において芳しくない私を一番支えてくださったのは助教の玉置先生でし た.人体班として3年間,実験から発表に至るまでつきっきりで面倒を見ていただきま した.玉置先生は私が学部生の時からたるみきった根性を叩き直すために,様々な角度 から私のことを叱って下さり,そのおかげである程度きちんとした考え方をできる人間 になったと思っています.同じ人体班として反発することが多々ありましたが,玉置先 生の大きな心を見習って今後の人生,生きていこうと思います.沖縄の人体振動学会で 先生と一緒に乗ったヨットでの先生の間抜けな一面は一生忘れません.ありがとうござ いました.
本論文は共同研究の結果から書き上げました.共同研究では学部4年の時から3年間 ニッパツ(株)の加藤さんにお世話になりました.実車実験から加振台実験,研究の進 め方からまとめ方に至るまで,私の研究の全てにおいて協力して下さりました.本当に ありがとうございます.学生時代に共同研究に携われたこと,本当に貴重な経験ができ ました.初ニッパツ訪問で私の靴の底が剥がれたこと,実験後携帯を紛失し,閉まった 本社に入れてもらい探してご迷惑をおかけしたこと,ニッパツでの実験に玉置先生が尿 管結石で来れなくなってしまったこと,全て共同研究の良い思い出です.本当にお世話