年齢 別 子 ど も転 倒 シ ミュ レー タに よ る 遊 具 の転倒 傷 害 危 険 度 の 可視 化
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(2) 宮. 562. 崎. 祐. 介. 持. 丸. 正. 明. 西. 田. 佳. 史. 河. 内. まき子. 宇治橋. 貞. 幸. 危 険 度 マ ッ プ を構 築 で き る ほ ど,実 際 の 事 故 デ ー タ を現 状 の と こ ろ 収 集 で きて い な い.ま. た,実. す る情 報 は 入 手 可 能 で あ る が,過 い.そ. 事 故 デ ー タ と して,結. 果 に関. 程 に関す る情 報 の収集 は難 し. こ で,シ. ミュ レ ー シ ョ ン に よ り仮 想 的 な 事 故 デ ー タベ ー. ス を 作 成 し,そ. れ に よ り遊 環 境 の 傷 害 危 険 度 マ ッ プ を作 成 す れ. ば,遊. 具 に 潜 在 す る 危 険 を直 感 的 に認 識 す る こ とが 可 能 と な る. と と も に,転 倒 シ ミ ュ レー シ ョ ン よ り事 故 時 の 人 体 挙 動 を推 定 す る こ とが で き,事 故 原 因 の 究 明 お よ び 安 全 設 計 法 に対 し て よ り深 い 洞 察 を 与 え る こ とが 可 能 と な る 。 人体 が 衝 撃 を受 け る場 合 の 挙 動 も し くは 傷 害 を解 析 す る た め の シ ミ ュ レ ー シ ョ ンモ デ ル は,交 し て,い. 通事 故 時の傷 害予 測 を 目的 と. くつ か 構 築 され て きた.そ の よ うな 人 体 シ ミュ レー シ ョ. ンモ デ ル と して,主 に2種 類 の モ デ ル が あ る.一 つ は,全 身 を 剛 体 セ グ メ ン トと そ れ ら をつ な ぐ ジ ョイ ン トか ら構 成 す る マ ル チ ボ デ ィ モ デ ル で あ り,例 え ばGEBOD(GEneration Data)な. どが あ る[5].も. of Body. う一 つ は,人 体 を有 限 要 素 で構 築 し, Fig.1Flow. 詳 細 な 形 状 と材 料 特 性 を有 す る 人 体 有 限 要 素 モ デ ル で あ り,例 え ばTHUMSTM. (Total HUman. Model. for Safety)の. of the. construction. method. for multi‑body. models. of children. 子 ども. 有 限 要 素 モ デ ル な どが あ る[6]. 遊 具 環 境 に 潜 在 す る 危 険 を,事 故 シ ミュ レー シ ョ ン を 利 用 し て 顕 在 化 す る に は,広 大 な 空 間 を対 象 とす る た め,大 量 の シ ミュ レ ー シ ョ ン を 行 う こ とが 必 要 と な る.そ. の た め,解. 析 時 間に関. して そ の 利 点 を有 す る マ ル チ ボ デ ィモ デ ル を 用 い て,遊. 環境 に. 潜 在 す る 危 険 を洗 い 出 す 方 法 が 有 効 で あ る. 以 上 よ り本 研 究 は,年 齢 別 の 子 ど もマ ル チ ボ デ ィモ デ ル を構 築 し,そ れ を 用 い た シ ミュ レ ー シ ョ ン に よ り数 値 化 した 傷 害 危 険 度 を遊 具 上 に マ ッ ピ ン グ す る 危 険 度 マ ッ プ の 構 築 法 を 開発 す る こ と を 目 的 と す る. 特 に,遊. 具 事 故 に 占 め る 割 合 の 大 き い 転 倒 ・転 落 事 故[7]に. お い て発 生 す る 重 篤 な 頭 部 傷 害 を想 定 し,子 シ ミ ュ レー シ ョ ンモ デ ル を構 築 した.こ. ど もの 年 齢 別 転 倒. れ ら の モ デ ル を用 い て,. らせ ん 階 段 つ き す べ り台 の 年 齢 別 の 転 倒 傷 害 危 険 度 を 可 視 化 す. Fig.2. 3 and. 7 years. old models. る こ と に よ り,ら せ ん 階 段 の 構 造 と年 齢 差 が 転 倒 傷 害 危 険 度 に 及 ぼ す 影 響 を明 ら か に し,転 倒 傷 害 危 険 度 を 可 視 化 す る こ と の 2.1関. 有 効 性 を示 し た.. 2.子. 節 位 置 ・体 節 形 状 の 定 義. (1)人 体 寸 法. ど もマ ル チ ボ デ ィモ デ ル の構 築. 体 節 形 状 を作 成 す る た め に 本 研 究 で 用 い た 人 体 寸 法 をTable 1に 示 す.寸. 法 の 値 は 日本 の 乳 幼 児 を 対 象 と した 身 体 計 測 の 報. 体 の マ ル チ ボ デ ィモ デ ル を構 築 す る た め に は,体 節 形 状,関 節 位. 告 書[8][gjを. 参 照 し,3,7歳. 置,質 量 特 性,関 節 特 性,接 触 剛 性 を定 義 す る こ とが 必 要 とな る.. の 報 告 書 に記 載 さ れ て い な い 寸 法 項 目 に つ い て は,海 外 の 乳 幼. 本 研 究 で は 体 節 形 状,関. 児 の 人 体 寸 法[10]を. 子 ど もの マ ル チ ボ デ ィ モ デ ル 構 築 の 流 れ をFig.1に. 示 す.人. 節 位 置 を 子 ど もの 寸 法 デ ー タか ら,質. 量 特 性 を寸 法 お よ び 子 ど もの 身 体 部 分 係 数 か ら 決 定 した.ま. お,Referenceの. た,. 男 児 の 平 均 値 を用 い た.ま. 身 長 比 か ら ス ケ ー リ ング して 使 用 し た.な. 番 号 は 末 尾 の 文 献 番 号 で あ る.. 関 節 特 性,接 触 剛 性 に 関 して は 人 体 の 子 ど も に対 して 実 計 測 した. (2)体 節分割 の定 義. デ ー タ は 見 当 た ら ない の で 衝 突 実 験 用 ダ ミー で あ るHybrid‑III. 本 研 究 で は 人 体 マ ル チ ボ デ ィモ デ ル を17の. の 値 等 を参 照 し た.以 上 の 定 義 を 与 え る こ と に よ り構 築 され た. な ぐ16の. 3歳 お よ び7歳. 部,腰. た.3歳. 児 の 子 ど もマ ル チ ボ デ ィモ デ ル をFig.2に. 児 の ほ うが7歳. 示 し. 腕 部,前. McConvilleら[11]の. 児 よ り も全 身 の サ イ ズ と比 較 して 頭 部. 腕 部,手. 部,大. 体 節 とそれ をつ. 部,頚. 腿 部,下. 部,胸 部,腹. 腿 部,足. 部)は. 方 法 を参 考 に 定 義 し た.. (3)関 節位 置の 決定. の サ イズ が 大 き い こ と の よ う な成 長 に 応 じた 体 型 の 変 化 が 分 か る.以. 関 節 で 構 成 し た.体 節 の 分 割(頭. 部,上. た,そ. 降 こ れ らの 特 性 の 定 義 方 法 に つ い て 詳 述 す る.. 関 節 位 置 は,文. 献[5]を 参 考 に し て 関 節 位 置 を 特 徴 づ け る 人. 体 寸 法 を用 い て 決 定 し,正 中 矢 状 面 上 の 人 体 の 縦 軸 と床 面 の 交 点 を原 点 と し,原 点 か ら の 位 置 に よ り定 義 した.. JRSJ. Vol.26. No.6. 94. Sept.,2008.
(3) 年齢別子 ども転倒 シ ミュ レー タによる遊具の転倒傷 害危険度の可視化 Table1. Fig.3. (4)体. Joint. characteristics. of the. Dimensions. で 構 成 さ れ て い る.だ. stiffness of an arm. 特 性 は現 状 で は考 慮 され て い な い.一. た が っ て,全. 円 体 の3軸. 身 は17個. 角 度 と受 動 抵 抗 トル ク の 関 係 をFig.3に. の だ円体. 内 で は抵 抗 が ほ ぼ ゼ ロ で,関. 方 向 の 半 径 を 決 定 し,だ 円体. の 形 状 を 決 定 し た.だ 円 体 の3軸. 方 向 の 半 径 お よ び 中心 位 置 は,. れ らの 値 は 自動 車 の 歩 行 者. 人 体 と遊 具 間 との 接 触 時 の 反 力 特 性 は,貫. 入 量 に 対 す る接 触. 力 の 関 数 で 定 義 さ れ る 非 線 形 バ ネ に よ り定 義 さ れ て お り,そ の. 質 量 特 性 は 横 井 ら[13」 の 研 究 で 求 め ら れ た 身 体 部 分 係 数 を用 の研 究 で は,幼. 値 を参 考 に 定 義. した.. 量特 性 の算 出. 特 性 は 自動 車 衝 突 試 験 用 の 乗 員 ダ ミ ー で あ るHybridIIIダ. 児 の 質 量 特 性 と して 各 体 節 の. ミー. の 値 を参 考 に 定 義 し た.一 例 と して 上 腕 部 の 接 触 剛 性 を 示 す と. 質 量,質 量 中 心 位 置,質 量 中 心 を通 る3軸 ま わ りの 主 慣 性 モ ー メ ン トに対 す る 身 体 部 分 係 数 を算 出 して お り,こ れ らの 身 体 部 分 係 数 か ら各 体 節 の 質 量,質. 示 した が,関 節 可 動 域. 事 故 時 の 人 体 モ デ ル を構 築 したYangら[12]の. 目の 人 体 寸 法 と関 節 位 置 を用 い て 導 出 し た.. い て 算 出 した.こ. 例 と して 頚 部 関 節 の 関 節. 節 可 動 限 界 近 傍 よ り剛 性 が 急 激 に. 高 く な る よ う な 関 節 特 性 で あ る.こ. 中 心 の 関 節 位 置 か らの 相 対 位 置 を 定 義 す る こ と に よ り,モ デ ル. 2.3関. Contact. 節形 状 の定義. よ う に だ 円 体 で 表 現 した.し. 2.2質. body. Fig.4. neck. 各 体 節 を歩 行 者 事 故 シ ミュ レー シ ョン等 で 定 義 され て い る[12]. 17項. of the. 563. Fig.4の. 量 中 心,慣 性 モ ー メ ン トを 求 め た.. 3.遊. とお りで あ る.. 具 モ デ ル の 構 築 と転倒 シ ミュ レ ー シ ョ ン条 件. 節特性 お よび接 触 剛性 3.1解. 関節特性 は関節角 と受 動抵抗 トル クとの 関係 で表 してお り,一 般 の 自動 車 の衝突 解析 におけ る課題 と同様 に筋 緊張等 の能 動的. 日本 ロ ボ ッ ト学 会誌26巻6号. 析 対象 遊具 の選 定 とその モデ ルの構 築. 危 険 度 マ ッ プ構 築 対 象 の 遊 具 と して,西 田 ら に よ り実 ダ ミー を. 95. 2008年9月.
(4) 宮. 564. 崎. 祐. 介. 持. 丸. 正. 明. 西. 田 佳. 用 い て 実 事 故 の 検 証 お よ び そ の対 策 案 の 提 示 が な さ れ たFig.5. 内. まき子. 宇 治橋. 貞. 幸. 害 危 険 度 と して 頭 部 傷 害 危 険 度 を可 視 化 す る.頭. 以 前 の事 故 検 証 にお い て はHybrid‑IIIダ. ミー に よ り実 事 故 の. HIC. か し,実. (Head. Injury. Criterion)な. こ とが 考 え られ る が,HICの. せ ん 階 段 部 へ の 手 す りの 設 置 と い っ た 対. 策 を 講 じ る こ と が で きて い る.し. 河. 転 倒 時 に 起 こ る 傷 害 の う ち重 篤 な 頭 部 傷 害 に着 目 し,転 倒 傷. に示 す す べ り台 を 取 り上 げ る[1].. 再 現 と検 証 を 行 い,ら. 史. 部傷 害基 準値. ど の 既 存 の傷 害 指 標 を用 い る. よ う に 接 触 剛 性 に 大 き く影 響 され. る 指 標 を 用 い て も,遊 具 の 転 倒 傷 害 危 険 度 を 現 時 点 で は 正 し く. ダ ミ ー を用 い た 一 例. の 事 故 再 現 の み で は す べ り台 全 体 に潜 む ハ ザ ー ドを顕 在 化 す る. 評 価 で き な い.そ. こ と は で き な い.そ. 上 で の 後 方 転 倒 時 の 頭 部 加 速 度 最 大 値 を基 準 値 と し,遊 具 か ら. こ で,こ. の す べ り台 のCADデ. ー タ よ り構. こ で,式(1)に. 示 され る よ う に,平 面 剛 体 床. の 転 倒 時 の 頭 部 加 速 度 最 大 値 を基 準 値 で 除 し た値 を,そ. 築 され る モ デ ル と,前 述 した 子 ど も マ ル チ ボ デ ィモ デ ル を 用 い. の位置. た転 倒 シ ミュ レ ー シ ョ ン の 結 果 に基 づ き,こ の す べ り台 に お け. に お け る転 倒 時 の 頭 部 傷 害 危 険 度 と定 義 した.こ. る子 ど もの 転 倒 傷 害 危 険 度 を可 視 化 す る.. せ ん 階段各 場所 にお ける転倒 時 の危険度 を一般 的 な地面上 で の. 3.2転. 倒 シ ミ ュ レ ー シ ョ ンの 条 件. 転 倒 と比 較 した と きの 危 険 率 で 表 現 して お り,遊 具 の 構 造 的 危. 人 体 マ ル チ ボ デ ィ解 析 ソ フ トウ ェ ア で あ るMADYMO (TNOA. utomotive社)を. 用 い て,す. の 指 標 は,ら. v.6.3. 険 性 を 示 す こ とが 可 能 と な る.. べ り台 の らせ ん 階 段 か ら. 〓(1). 子 ど もが 転 倒 す る状 況 を想 定 した シ ミュ レー シ ョン を行 っ た.モ デ ル の 初 期 位 置 は,階. 段 の形状 が 三角形 で ある ため面積 座標 を. 用 い て 転 倒 位 置 が 均 等 に な る よ う に 決 定 し た.Fig.6に う に1段. で 計66点. 象 と して,転. の 位 置 を と り,3段. 目 か ら7段. 倒 シ ミュ レ ー シ ョ ン を 行 っ た.な. ル が す べ り台 の 柱 と 重 な る な どの,シ. Hは. 示すよ 目 まで を対. お,子. 危 険 度,h[m/s2]は. 値,α[m/s2]は. らせ ん 階 段 転 倒 時 の 頭 部 加 速 度 最 大. 基 準 値 とな る平 面 床 転 倒 時 の 頭 部 加 速 度 最 大 値. で あ る. な お,基. ど もモ デ. ミュ レー シ ョ ン上 の 不 都. 準 値 は,子. で 後 方 に約200傾. 合 が 生 じ た 部 分 は 排 除 した.. ど も マ ル チ ボ デ ィ モ デ ル を平 面 剛 体 床 上. け た状 態 か ら転 倒 さ せ る シ ミュ レ ー シ ョン よ. り取 得 した.. 初 期 姿 勢 の 設 定 は,転 倒 シ ミ ュ レー シ ョ ン に お い て 結 果 に影 響 を与 え る 重 要 な 因 子 で あ る と思 わ れ る.し. 4.ら. か し,こ れ ま で に. せ ん 階段 部 に お け る頭 部 傷 害 危 険 度 の 可 視 化. 子 ど もの 転 倒 姿 勢 を定 量 的 に計 測 した 例 は 見 当 た ら な い 。 そ こ. 4.1頭. で,本. 頭 部 傷 害 危 険 度 を可 視 化 す る プ ロ グ ラ ム の作 成 に は,JAVA3D. シ ミュ レ ー シ ョン で は仮 に 直 立 姿 勢 か ら後 方 に20。 傾 け,. 外 力 が 加 わ ら な い 状 態 を初 期 条 件 と して 設 定 した.こ 条件 の も と,Fig.7の. て45。 ず つ 回 転 させ,4方 ン を行 い,そ. を用 い た.各. の よ うな. よ う に階 段 の 下 り側 の 淵 を基 準 の0°. 部 傷 害危 険度 の可視 化 と考察 点 にお ける頭部 加 速度応 答 の最大 値 を線形 補 間す. る こ と に よ っ て,危. し. 3歳 児 お よ び7歳. 向 に 向 け て 後 方 転 落 シ ミュ レ ー シ ョ. の 中 で 後 述 す る頭 部 傷 害 危 険 度 が 最 も 高 い ケ ー ス. 険 度 を 連 続 的 に等 値 面 表 示 した.Fig.8に. 児 の頭 部 傷 害 危 険 度 マ ッ プ を示 す.い. 年 齢 に お い て も,階 段3段. をそ の 位 置 で の 転 倒 傷 害 危 険 度 と し た.. 険 度 が 高 い が,こ. 目お よ び4段. ず れの. 目の縁部 分 におい て危. れ は 子 ど もマ ル チ ボ デ ィモ デ ルが,階. 段から. 直 接 地 面 に落 下 す る た め で あ る. また,い. ず れ の 年 齢 に お い て も各 階 段 の 内 側 の ほ う が 階 段 外. 側 よ り も相 対 的 に頭 部 傷 害 危 険 度 が 高 い こ とが 分 か り,特 に3 歳 児 に お い て そ の 傾 向 は 顕 著 で あ る.Fig.9は 段 目内 側 で3歳. そ の 例 と して6. 児 が 転 倒 した 際 の 転 倒 開 始 時 の0[ms],大. 接 触 時 の500[ms]お. よ び 頭 部 衝 突 直 前 の650[ms]に. 腿部. お け る全. 身 の 挙 動 を示 した も の で あ る.ら せ ん 階段 は 内 側 ほ ど傾 斜 が き つ い た め,内 側 に お い て はFig.9(c)の. よ うに 頭 部 衝 突 面 まで の. 落 下 距 離 が 長 く,高 い衝 突 速 度 で 直 接 階 段 面 に 打 ち付 け ら れ る こ とが 分 か る.さ. ら に,Fig.9(b)に. 目 階 段 縁 部 に大 腿 部 を,Fig.9(c)に. 示 す よ う に,転 落 中 に5段 示 す よ う に4段. 目 に腰 部 が. 衝 突 す る こ と に よ りこ れ らの 接 触 点 周 りの 上 体 の 回 転 運 動 が 生 Fig.5. Construction. of playground. 成 され る.そ. model. の 結 果,頭. 部 は,階 段 面 に 直 接 衝 突 す る と と も に,. 衝 突 した 際 の 衝 突 速 度 が 回 転 運 動 に よ り加 速 さ れ て い る こ とが 分 か っ た.Fig.10に. 頭 部 衝 突 直 前 の650[ms】. まで の慣 性 座 標. 系 に対 す る 頭 部 座 標 系 の 角 速 度 を示 し,Fig.11に び 腰 部 の 階段 面 と の 接 触 力 応 答 を 示 した.こ 角 速 度 は 大 腿 部 の 接 触 が 生 じた500[ms]付 し,さ. ら に腰 部 が 接 触 す る625[ms]付. て い る こ とが 分 か る.さ. 大腿 部 お よ. れ ら よ り,頭 部 の. 近 か ら,急 激 に 上 昇. 近 にお い て さ ら に上 昇 し. らにFig.12に,頭. 部 重 心 にお け る 合. 成 並 進 加 速 度 を 示 した が 大 腿 の 接 触 後 の 回転 運 動 に よ り,接 触 Fig.6. JRSJ. Vol.26. Fall positions. No.6. Fig.7. Direction. of fall. 前 に は 重 力 加 速 度 と ほ ぼ 等 し い10[m/s2]程. 96. 度 の 頭 部 加 速 度 が,. Sept.,2008.
(5) 年 齢 別 子 ど も転 倒 シ ミュ レー タ に よ る遊 具 の 転 倒 傷 害 危 険 度 の 可 視 化. そ の4倍. の40[m/s2]程. 565. 度 ま で 増 加 し,さ. よ り衝 撃 直 前 に は80[m/s2]に. ら に腰 部 の 接 触 力 に. ま で 達 して い る こ とが 分 か る.. こ れ らの 要 因 に よ り,転 倒 位 置 が 階 段 内 側 に お い て 頭 部 傷 害 危 険 度 が 高 く,階 段 外 側 に 移 動 す る に つ れ 頭 部 傷 害 危 険 度 が 低 くな る 傾 向 が あ る.し か し,3歳. 児 の 場 合,Fig.8(a)中. ○ で示. した 階 段 外 側 に お い て 再 び頭 部 傷 害 危 険 度 が 顕 著 に 高 くな る こ とが 分 か る.Fig.13に. そ の 地 点 に お け る,3歳. の 転 倒 挙 動 を示 した.ま た,Fig.14に 進 速 度 を,Fig.15に た.3歳. 児. 体 節 に 生 じ る 階 段 面 との 接 触 反 力 を 示 し. 児 で は,500[ms]に. お い て 階段 縁 に 大腿 部 が 衝 突 す る こ. とで 上 体 の 回転 運 動 が 生 成 され,頭. (a) The map for 3 years children. 児 お よ び7歳. 頭 部 重 心 にお け る 合 成 並. 部 が加 速 され る とと もに臀. 部 や 腰 部 が 階 段 面 に 衝 突 せ ず に,頭 部 が650[ms]付 る こ と に よ り,8,000[N]ほ. 近 で衝 突 す. どの 高 い衝 撃 力 が 発 生 す る.一 方 で,. 7歳 児 は 下 肢 が 長 い た め,下 肢 は そ れ ほ ど階 段 縁 に衝 突 せ ず,腰 部 が650[ms]付. 近 に お い て 頭 部 よ り も先 に下 段 の 階段 面 に衝 突. お よ び 反 発 す る こ と に よ り,身 体 全 体 に 衝 突 面 の 法 線 方 向 上 向 きに 加 速 度 が 生 じる.こ. の た め,頭 部 が 衝 突 す る770[ms]ま. で. に頭 部 の 合 成 速 度 は 減 ぜ ら れ,頭 部 に作 用 す る衝 撃 荷 重 が 小 さ くな り,7歳. 児 の 頭 部 傷 害 危 険 度 は3歳. 児 よ り も低 くな っ た.. 以 上 の よ う に 危 険 度 マ ッ プ に よ り明 らか に な っ た 危 険 箇 所 に つ い て,シ. ミュ レー シ ョ ンで 得 ら れ る転 倒 挙 動 を 詳 細 に解 析 す. る こ と に よ り,事 故 の 要 因 が 明 ら か に な っ た.す. な わ ち,ら せ. ん 階 段 内 側 の 高 危 険 度 領 域 は,ら せ ん 階段 が 有 す る 構 造 的 危 険 と階 段 端 面 へ の 接 触 に よ り生 成 さ れ る 回 転 運 動 が 重 要 な 要 因 と (b) The map Fig.8 Head. for 7 years children injury hazard maps. Fig.9. Fig.10. Head. angular. velocity. して 考 え ら れ る.ま. Behavior of the 3‑year the 6th step. Fig.11. Contact. old model. force at body. when. た,階. falling from. segments. 段面 外側 におけ る低年 齢児 の高 危険. inside. Fig.12. Resultant. linear acceleration. at headCOG. 日本 ロ ボ ッ ト学 会 誌26巻6号. 97. 2008年9月.
(6) 宮. 566. Fig.13. Falling of the. 崎 祐. behaviors. from. 介. 持. 丸. 正. outside. 明. 西. 田. Fig.14. step. 佳. 史. Resultant. 河. 内. head. まき子. 宇 治橋. 貞. 幸. Fig.15. velocity. Contact. force at body. segments. at COG. る致 命 的 な 危 険 を 可 視 化 す る 手 法 を 開 発 した.さ. ら に,本 手 法. を らせ ん 階 段 付 す べ り台 に応 用 し,本 遊 具 に潜 在 す る転 倒 傷 害 危 険 度 の 可 視 化 と考 察 を行 い,さ 討 を 行 っ た.そ. の 結 果,内. ら に 対 策 案 の 効 果 につ い て 検. 側 ほ ど傾 斜 が 大 き い と い う ら せ ん 階. 段 の 構 造 上 の 問 題 が 子 ど も の 転 倒 傷 害 の 危 険 性 に大 き く影 響 し て い る こ と と,子. ど もの 年 齢 に よ る体 型 の 変 化 に伴 い,本. の 危 険 箇 所 が 変 化 す る こ と が 示 され た.こ. の よ う に,人. 遊具. 体の マ. ル チ ボ デ ィ モ デ ル を用 い た シ ミュ レー シ ョ ン を利 用 し て,遊. 具. の 危 険 度 を可 視 化 す る こ と に よ り,遊 具 の 危 険 箇 所 を直 感 的 に 認 識 す る こ とが 可 能 とな る と と も に,CADデ. Fig.16. Hazard. map. in. the. case. of. with. rail. ー タ上 で 事 前 に 対. 策 案 の 検 討 が 可 能 と な る.ま. た,危. 険 度 マ ップ に よ り明 ら か に. な っ た 危 険 箇 所 に つ い て,シ. ミ ュ レー シ ョ ン で 得 られ る 転 倒 挙. 動 を詳 細 に 解 析 す る こ と に よ り,事 故 原 因 の 究 明 が 可 能 と な る. 今 後 の 課 題 と して,一. 領 域 は 階 段 ス テ ップ 幅 と体 型 の 相 関 に よ る 転 倒 挙 動 の 変 化 が 要. 険 度マ ップの精 度向 上お よび検 証が 挙 げ られる。精 度 向上 の観. 因 で あ る と考 え られ る. 4.2危. 点 で は,特. 険 度 マ ッ プ に基 づ い た対 策 案 の 検 討. 遊 具 の 傷 害 危 険 度 マ ップ を構 築 す る こ と に よ り,そ れ に基 づ. え ば,本. 倒 傷 害 実 験 を行 う こ と は倫 理 的 に不 可 能 で あ る た め,事. 報 の す べ り台 に 関 して そ の例 を 挙. 階 段 の 幅 を高 危 険 度 領 域 を 減 らす よ う に 変 更 す る,危. れ,そ. 再 現 シ ミュ レー シ ョ ン を繰 り返 し行 う こ と に よ り,危 険 度 マ ッ プ お よ び シ ミ ュ レ ー シ ョ ンモ デ ル の 精 度 を 向 上 して い く こ とが. 険度 の高. 必 要 で あ る.. 々な対策 案 が考 え ら. の 効 果 を 仮 想 的 に評 価 す る こ とが で き る よ う に な る.そ. れ ら の な か で も本 報 で は,危. 参. せ ん 階段 内 側 へ の 手 す りの 設 置 の有 効 性 に つ い. て 検 討 した.こ. の 対 策 案 は 事 故 サ ー ベ イ ラ ンス プ ロ ジ ェ ク ト[1]. [1]. [2]. 西 田 佳 史,本. P.. pact. で,手 す りの モ デ ル を構 築 し,転 倒 シ ミュ レー シ ョン. 高 危 険 度 領 域 を カ バ ー す る よ う に手 す り を 設 置 し た せ ん階段 内側 にお い て. 頭 部 傷 害 危 険 度 が 下 が る こ とが 分 か り,本 対 策 案 の 有 効 性 を事 前 に 評 価 す る こ とが で きて い る.. [5]. 5.結. Model. Vol.26. No.6. H.. Cheng,. Chalmers. 公 園 遊 具 に よ る事 故 の検 証 報 告. and in. S.. pp.11‑16,. using. Data vol.39,. on. a. of. Biomechanical. Im. Playground. pp.503-509,. ,. 2006.. Stephenson: •gPrediction. Children,. Case-Control. Biomechanics,. L.A.. K.. Laboratory. Mizuno,. Injury. 98. and. Manual,•h. K.. Development. 環 境 に潜 在 す. Obergefell. (GEBOD). Armstrong. 本 研 究 で は,年 齢 別 子 ど もマ ル チ ボ デ ィモ デ ル を構 築 し,そ れ を 用 い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン結 果 を利 用 して,遊. 中 龍 宏:. Fracture and. of. Data. 論 [6]. JRSJ. 献. Free. Falls,•h. 2006.. [3] American Society of Testing and Materials: Standatd Specifi cation for Impact Attenuation of Surfaceing Materials Within the Use Zone of Playground Equipment, F1292-04, ASTM Des ignation, 2004. [4] British Standard Institution: Impact Absorbing Play ground Surfacing-Safety Requirements and Test Methods, BSEN1177, 1998.. 度 頭 部 傷 害 危 険 度 マ ップ の 構 築 を 行 っ た.. 場 合 の 頭 部 傷 害 危 険 度 マ ッ プ で あ る.ら. D.. Radius. Journal. Fig.16は. 村 陽 一,山. Davidson,. Distal. され た も の と 同 じで あ る. CAD上. 文. 事 故 サ ー ベ イ ラ ン ス プ ロ ジ ェ ク ト報 告 書,. 報 と 同 一 の らせ ん 階 段 つ きす べ り台 に お い て 実 行. モ デ ル に 組 み 込 み,再. 考. 険 度 マ ッ プ に基 づ い た 対 策 案 の 検. 討 例 と し て,ら に お い て,本. 故サー. ベ イ ラ ン ス シ ス テ ム で 収 集 さ れ る実 事 故 デ ー タ を 活 用 し,事 故. げ る と,ら せ ん 階 段 内 側 へ の 子 ど もの 侵 入 を制 限 す る,ら せ ん. い場 所 を緩 衝 性 の 高 い マ ッ トで 覆 う 等,様. に転倒 時 の人 間の 能動 的な 回避行 動 をモ デル化 で き. て い な い こ とが 課 題 と して 挙 げ られ る.ま た,実 人 間 を対 象 に転. き,事 前 に様 々 な 対 策 案 を 仮 想 的 に コ ン ピ ュー タ上 で 検 討 す る こ と が 可 能 と な る.例. つ は 人 体 シ ミ ュ レ ー シ ョ ンモ デ ル と危. Prevention,. (WPAFB),. Iwata, of. a. A.L.. Report. T.. vol.6,. no.4,. of. Body. no.AL/CF-TR-1994-0051, 1994.. Deguchi,. Three‑Year‑Old. Rizer: •gGenerator. T.. Ikami. Child pp.361‑371,. and FE. M. Model,. Kubota: Trafic. 2005.. Sept.,2005.
(7) 年齢 別子 ど も転 倒 シ ミュ レ ー タ に よ る遊 具 の転 倒 傷 害 危 険 度 の 可 視 化 [7]. 厚 生 労 働 省:児 要), 2001.. 童 福 祉 施 設 等 が 設 置 す る遊 具 で 発 生 した 事故 調 べ(概. 製 品安 全 協 会:乳 幼 児 身体 計 測 報 告 書,財 団 法 人 製 品安 全 協 会,1 973.. [9]. 通 商 産 業省 工 業 技 術 院,日 本 規 格 協 会,JIS衣 料 サ イズ推 進協 議 会: 日本 人 の体 格 調 査 報 告 書― 既 製 衣 料 の寸 法 基 準 作 成 の た め の―(1978 年 〜1981年),日 G. to. Age. sity. 18. for. McConville,. Product. Safety. of Safety. Design,•h. of Michigan,. Commission,. J.K.. Yang. Body. Report. Children,. and. Prepared. for. Univer. and. and. J.. body. pp.1-109, et. Cuzzi: •gAnthropometric. segment. and. Model. for of. [13]. 横 井 孝 志,渋 育 学 研 究,. 川 侃 二,阿 vol.31,. Validation. Simulation. IRCOBI. 江 通 良:. pp.53‑66,. Miyazaki). of of. a. Human-. Car-Pedestrian. Conference,. pp.133-149,. 日本 人 幼 少 年 の 身 体 部 分係 数. ,体. 1986.. 持 丸 正 明(Masaaki. 2006年 東 京工 業大 学 大 学 院情 報 環境 学 専 攻博 士課. 1993年. 程 修 了.博 士(工 学).2006年 よ り金 沢 大学 自然科 学研 究 科助 手 を経 て2007年 よ り同大 学 助教.現 在 に至 る.デ ジ タル ・ヒュー マ ンモ デ リング に興 味 を. 学).1993年. 持 ち,衝 撃 を受 け る人 体 のモ デ リ ン グ及 び傷 害 解析 に関す る研 究 を行 って いる.日 本 機械 学 会,自 動 車. 動 の 計 測,モ. 技術 会,日 本神 経 外 科 学会 会 員.. Mochimaru). 慶 應 義 塾 大 学 大 学 院 博 士 課 程 修 了.博. 究 員.2003年. よ り産 総 研 デ ジ タ ル ヒ ュ ー マ ン研 究. セ ン タ ー 副 セ ン タ ー 長.現 IEEE,日. 士(工. よ り工 技 院 生 命 工 学 工 業 技 術 研 究 所 研. デ ル 化,産. 在 に 至 る.人. 体 形 状 ・運. 本 機 械 学 会,日. 業 応 用 に 関 す る研 究 に 従 事. 本 人 間 工 学 会 会 員.. (日本 ロボ ッ ト学 会 正会 員) 河 内 ま き子(Makiko. 西 田 佳 史(Yoshifumi. Nishida). 1998年 東 京 大学 大 学 院機 械工 学 專攻 博 士課 程 修 了.. 1979年 1980年. 博 士(工 学).同. 究 所主 任 研 究 員.2007年. 年電 子 技術 総 合研 究 所 入 所.2001. Kouchi). 東 京 大 学 大 学 院 博 士 課 程 修 了.理 学 博 士. よ り東 京大 学助 手.1987年 よ り製 品科 学研 よ り産 業技 術 総 合研 究 所. 年 産業 技術 総 合研 究所 デジ タル ヒューマ ンラボ研 究. 上 席研 究 員.人 体 の形 態 的 変異 に興 味 を持 ち,形 態. 員 を経 て,2003年 同研 究 所 デ ジ タル ヒ ュー マ ン研 究 セ ンター 人 間行 動 理解 チ ーム 長.2005年 同研 究. 計測 とモ デ ル化,そ の産 業 応用 に関す る研 究 を行 っ て い る.日 本 人類 学 会,日 本 人 間 工学 会 会 員.. 所 主 任研 究 員.同 年 「 事 故予 防の た めの 日常 行動 セ ンシ ン グ と計 算 論 の基 盤 技術 」(科 学技 術 振 興 機 構CREST>の 研究 代 表 者.人 工 知 能 学 会,IEEEの. 会 員.. 宇 治 橋 貞 幸(Sadayuki. (日本 ロボ ッ ト学 会正 会 員) Ujihashi). 1971年 東京 工業 大学 大学 院修 士課 程修 了.博 士(工 学).1973年 よ り東 京 工 業 大学 工 学 部 助 手.1994 年 よ り同大 学 大 学 院情 報 理 工 学 研 究 科 教 授.現 在 に至 る.ス ポ ー ッ工 学 ・安全 工 学 ・バ イオ メカニ ク ス な どの分野 で 人 間 に とって真 に安 全 で快 適 な工 業 製 品の 開 発 支援 や 評 価 に関 す る研 究 を行 っ てい る, 営 委 員 会 理 事,. IMechE. 日本 ス ポ ー ツ 産 業 学 会 理 事,日 員,日. inertia,•h. 1977.. 宮 崎 祐 介(Yusuke. ISEA運. of. 1980.. al.: •gDevelopment. Proceedings. re. moments. 1997.. Youths. Consumer. UM-HSRI-77-7,. Kalpes. body. Mathematical. Collisions,•h. Infants,. I. of. AFAMRL-TR-80-119, [12]. 本規 格 協 会, 1984.. Snyder: •gAnthropometry. Product. J.T.. lationships. [8]. [10]. [11]. 567. 本 複 合 材 料 学 会 会 員.. Journal副. 編 集 長,. 本 機 械 学 会 フ ェ ロ ー,日. JSEA委. 員 長,. 本 材料 学 会 会.
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