人体模型、衣服圧測定装置および衣服圧測定方法
【課題】人体に近い衣服圧測定を行える人体模型、当該人体模型を用いた衣服圧測定装置および衣服圧測定方法を提供する。
【解決手段】骨格部５０と、骨格部５０を取り包んで設けられた弾性部材４２と、弾性部材４２の表面の一部に配置され、弾性部材４２よりも変形量の大きい弾性部材４４と、弾性部材４２の内部に配置され、弾性部材４２よりも硬い弾性部材４６と、を有する弾性部を備える。
【解決手段】骨格部５０と、骨格部５０を取り包んで設けられた弾性部材４２と、弾性部材４２の表面の一部に配置され、弾性部材４２よりも変形量の大きい弾性部材４４と、弾性部材４２の内部に配置され、弾性部材４２よりも硬い弾性部材４６と、を有する弾性部を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人体模型、衣服圧測定装置および衣服圧測定方法に関し、特に、衣服圧測定用の人体模型、当該人体模型を用いた衣服圧測定装置および衣服圧測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衣服の圧的快適性について評価を行う技術としては、衣服圧の測定が一般的である。従来の衣服圧の測定方法には、直接測定する方法と、布地の変化量から推定する方法がある。前者には、（１）人体各部位にセンサを取り付けて人体を用いて測定する方法と，（２）人体模型（以下、ダミーと称する）等へセンサを取り付けて測定する方法があり、後者には、コンピュータシミュレーションで測定値を確認する方法がある。
【０００３】
衣服はヒトが着用して初めてその効果を発揮するものであるため，（１）の方法で人体を用いて測定することが望ましいが，被験者や測定者の拘束時間が長く精神的，肉体的負担が大きく、また個人差，日間誤差が大きい等の、被験者実験での各種の問題点が伴う。またコンピュータシミュレーションはデータ作成が困難であり実際的とはいえない。そこで，製品開発や品質管理の現場では二つ目の、ダミーを用いる方法が多く用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７０８０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１７６９３０号公報
【特許文献３】特開２００４−１６３１２７号公報
【特許文献４】特開昭５５−９６１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在上記二つ目の方法で用いられているダミーの多くは，人体形状を模した剛体ダミーである。剛体ダミーでは，短時間で測定ができ，測定者への負担が少ないことが利点である。しかしながら、剛体ダミーで衣服圧を測定した場合，人体での測定値とは大きな差がある。
【０００６】
また、剛体ダミーではなく、弾性部材を使用したダミーも提案されている（特許文献１〜４参照）が、人体に近い衣服圧測定を行えるダミーではない。
【０００７】
従って、本発明の主な目的は、人体に近い衣服圧測定を行える人体模型、当該人体模型を用いた衣服圧測定装置および衣服圧測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
骨格部と、
前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、
を備える人体模型が提供される。
【０００９】
好ましくは、前記人体模型は、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサをさらに備える。
【００１０】
また、好ましくは、前記弾性部は、人体の硬さ分布に則して前記第１乃至第３の弾性部材が配置されている。
【００１１】
また、好ましくは、前記骨格部は、関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材と、を有している。
【００１２】
また、好ましくは、前記骨格部は、人体骨格標本である。
【００１３】
また、好ましくは、前記人体模型は、前記人体骨格標本に取り付けられた自重垂れ防止セパレータをさらに備える。
【００１４】
また、好ましくは、前記人体模型は、前記人体骨格標本に設けられた補強金具をさらに備える。
【００１５】
また、好ましくは、前記人体模型は、前記人体骨格標本の関節部を補強する補強部材をさらに備える。
【００１６】
また、好ましくは、前記骨格部は、腰部と、大腿部と、前記腰部と前記大腿部とをつなぐ関節部とを有し、前記第１の弾性部材は骨盤骨を埋め込み、前記第２の弾性部材は、腹部および臀部の前記第１の弾性部材の表面に設けられ、前記第３の弾性部材は、大腿骨を埋め込み、前記第１の弾性部材が前記第３の弾性部材を埋め込んで設けられている。
【００１７】
また、好ましくは、前記第３の弾性部材は、横長の楕円柱形状である。
【００１８】
また、本発明の他の態様によれば、
関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材とを有する骨格部と、
前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサとを備える人体模型と、
前記第２の骨格部材に取り付けられ、前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させる駆動装置と、
前記駆動装置を駆動して前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させ、前記圧力センサからの圧力測定データを取得するように、前記駆動装置および前記圧力センサを制御する制御手段と、
を備える衣服圧測定装置が提供される。
【００１９】
好ましくは、前記衣服圧測定装置は表示手段をさらに備え、
前記制御部は、前記圧力測定データをデータ処理して、データ処理されたデータを前記表示手段に表示するように前記表示手段を制御する。
【００２０】
また、好ましくは、前記駆動装置は、前記第２の骨格部材が前記間接部の回りに揺動する面と平行な面内で互いに直交する２方向にそれぞれ直線運動する直線運動機構を備える。
【００２１】
また、好ましくは、前記第１の骨格部材は腰部であり、前記第２の骨格部材は大腿部であり、前記関節部は、前記腰部と前記大腿部とをつなぐ関節部である。
【００２２】
また、好ましくは、前記第１の弾性部材は骨盤骨を埋め込み、前記第２の弾性部材は、腹部および臀部の前記第１の弾性部材の表面に設けられ、前記第３の弾性部材は、大腿骨を埋め込み、前記第１の弾性部材が前記第３の弾性部材を埋め込んで設けられている。
【００２３】
また、好ましくは、前記衣服圧測定装置は入力手段をさらに備え、
前記制御部は、前記入力手段による制御データを受け付け、前記受け付けた制御データに基づいて前記駆動装置を駆動するように前記入力手段および前記駆動装置を制御する。
【００２４】
また、好ましくは、前記制御データは、歩行速度である。
【００２５】
また、本発明のさらに他の態様によれば、
コンピュータが、
関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材とを有する骨格部と、前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサと、を備え、衣服が着用された人体模型の、前記第２の骨格部材に取り付けられ、前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させる駆動装置を駆動して前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させ、前記圧力センサからの圧力測定データを取得するステップを備える衣服圧測定方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、人体に近い衣服圧測定を行える人体模型、当該人体模型を用いた衣服圧測定装置および衣服圧測定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施の形態で使用した組織硬度計を説明するための概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施の形態で使用した組織硬度計で硬さを測定する方法を説明するための概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい実施の形態で使用したウレタン樹脂の硬さ示す図である。
【図４】図４は、本発明の好ましい実施の形態で使用したウレタン樹脂の厚さを変えた時の硬さを示す図である。
【図５】図５は、人体と、本発明の好ましい実施の形態のダミーとの硬さ分布を示す図である。
【図６】図６は、本発明の好ましい実施の形態で使用したウレタン樹脂の圧縮特性を示す図である。
【図７】図７は、本発明の好ましい実施の形態のダミーの弾性部材の配置を説明するための概略立体図である。
【図８】図８は、本発明の好ましい実施の形態のダミーの骨格部を説明するための概略立体図である。
【図９】図９は、本発明の好ましい実施の形態のダミーへのセンサの取り付けを説明するための概略立体図である。
【図１０】図１０は、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置を説明するための概略斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置に好適に使用されるコントローラを説明するための概略構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置で測定した大腿部前面の衣服圧測定結果を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置で測定した臀部外側の衣服圧測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明者達は、人体に近い衣服圧測定を行える人体模型について、鋭意研究した結果、以下の知見を得た。
【００２９】
剛体ダミーで衣服圧を測定した場合，人体での測定値とは大きな差があるのは、人体には柔らかい部位（主に脂肪の多い部位）と硬い部位（主に筋肉や骨格の部位）があり，柔らかい部位は衣服が人体へ馴染み、また関節部分は動作をするため衣服の食い込み等が生じるためである。
【００３０】
また、人体に近い衣服圧の測定値を得るためには、剛体ダミーではなく、人体と同等の硬さ分布を持つダミーが必要である。
【００３１】
さらに、剛体ダミーでは駆動が不可能なため、剛体でなく、弾性部材を使用したダミーへ駆動ユニットを付加し、ヒトと同様な動作をするように駆動可能な装置となれば、ダミーでいて人体での測定値と同等の評価が可能になる。
【００３２】
以上の見地から、本発明者達は、次に述べる、本発明の好ましい実施の形態のダミーを開発するに至った。
【００３３】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態をより詳細に説明する。
【００３４】
まず、ダミー作製時に必要なサイズ，形状を決定した。人体３次元計測装置を用い、中年女性被験者のデータを収集し、社団法人人間工学研究センターの日本人の人体寸法データを参考にして形状を決定し、金型を作成した。
【００３５】
次に、ダミーを構成する材料について検討した。人体および弾性体の硬さを測定するのに、伊藤超短波株式会社製の組織硬度計ＯＥ−２２０を使用した。まず、この組織硬度計の測定原理について説明する。
【００３６】
図１は、この組織硬度計１０を説明するための概略斜視図である。組織硬度計１０は、本体２０と、測定対象物の測定部位に当接される中央部１２と、測定対象物の測定部位の周辺部に当接される周辺部１４とを備えている。中央部１２は本体２０に固定されている。周辺部１４には、コイルバネ等の付勢部材（図示せず）の一端が取り付けられている。コイルバネ等の付勢部材の他端は、本体２０に固定されている。また、組織硬度計１０は、測定対象物の測定部位から中央部１２が受ける圧力を測定する圧力センサ１６と、測定対象物の測定部位およびその周辺部から中央部１２および周辺部１４が受ける圧力を測定する圧力センサ１８とを備えている。
【００３７】
外力を加えない状態では、中央部１２の先端面と周辺部１４の先端面とは面一となっている。本体２０を、測定対象物に向けて押し付けることによって、中央部１２は、測定対象物の測定部位に押し当てられ、周辺部１４は、測定対象物の測定部位の周辺部に押し当てられる。測定対象物の測定部位および測定部位の周辺部に組織硬度計１０の中央部１２および周辺部１４によって圧力を加えていくと、組織硬度計１０の中央部１２および周辺部１４は、測定対象物の測定部位および測定部位の周辺部からそれぞれ反力を受ける。組織硬度計１０の周辺部１４は、コイルバネ等の付勢部材（図示せず）の付勢に抗して押し戻される。このとき、組織硬度計１０の周辺部１４が受けた力は、センサ１８に伝達される。組織硬度計１０の中央部１２が受けた力は、センサ１６およびセンサ１８に伝達される。このようにして、測定対象物の測定部位およびその周辺部から組織硬度計１０の中央部１２および周辺部１４が受ける圧力はセンサ１８に伝達され、測定対象物の測定部位から組織硬度計１０の中央部１２が受ける圧力はセンサ１６に伝達される。すなわち、センサ１６で組織硬度計１０の中央部１２が受けた力を測定し、センサ１８で組織硬度計１０の中央部１２および周辺部１４が受けた力を測定する。
【００３８】
図２（Ａ）を参照すれば、測定対象物３０が硬い場合には、測定対象物３０の変形が小さく、測定対象物３０の測定部位３２に組織硬度計１０の中央部１２から加えられる力２２は大きく、反力も大きい。一方、測定対象物の測定部位３２の周辺部３４から組織硬度計１０の周辺部１４が受ける力２４は小さい。
【００３９】
図２（Ｂ）を参照すれば、測定対象物３０が柔らかい場合には、測定対象物３０の変形が大きく、測定対象物３０の測定部位３２に組織硬度計１０の中央部１２から加えられる力２２は小さく、反力も小さい。一方、測定対象物の測定部位３２の周辺部３４から組織硬度計１０の周辺部１４が受ける力２４は大きい。
【００４０】
測定対象物３０の硬さは、測定対象物３０の測定部位３２に組織硬度計１０の中央部１２から加えられる力２２と測定対象物の測定部位３２の周辺部３４から組織硬度計１０の周辺部１４が受ける力２４との合計が１０Ｎになった際の、この合計の力に対する測定対象物３０の測定部位３２に組織硬度計１０の中央部１２から加えられる力２２の割合（％）で表す。すなわち、センサ１８で測定した力が１０Ｎになった際の、このセンサ１８で測定した力に対するセンサ１６で測定した力の割合（％）で表す。
【００４１】
硬さを段階的に変化させることのできるウレタン樹脂について，配合を段階的に変化させた硬さを変えた、プリン型サンプル５種（型名：ＰＣ−０、ＰＣ−１０、ＰＣ−１５、ＰＣ−２０、ＰＣ−２５）の硬さを、上述の伊藤超短波株式会社製の組織硬度計ＯＥ−２２０を使用して測定した。その結果を図３に示す。プリン型サンプルの硬さの範囲は、２５〜５０（％）程度であった。
【００４２】
また、このうちＰＣ−１０の厚さを変化させていき、どのように硬さが変化するかを検討した。その結果を図４に示す。ＰＣ−１０の厚さを変化させると、厚さが４０ｍｍ〜１０ｍｍと変化するにつれて硬くなり、硬さは２７〜４５（％）程度の変化をすることがわかった。
【００４３】
また、人体の硬さを、同じ伊藤超短波株式会社製の組織硬度計ＯＥ−２２０を使用して測定し、人体の硬さ分布を把握した。その結果を図５に示す。人体の硬さは骨格部の影響と、脂肪や筋肉の付き具合で部位による差がみられた。具体的には腹部、臀部最突点〜下部、大腿部前後面は２０（％）程度の硬さ、臀部外側、大腿部外側は３０（％）程度の硬さ、腸骨棘部等の骨格に近い部位は７０（％）程度の硬さであった。
【００４４】
なお、腹部，臀部下部は脂肪がつく部位であり、力を加えると変形が大きい部位という特徴がある。そこで、脂肪がつく部位に好適な部材を選定するために、ウレタン樹脂について，配合を段階的に変化させた硬さを変えた、プリン型サンプル３種（型名：ＰＣ−０、ＰＣ−１０、ＰＣ−２５）の圧縮特性を測定した。測定は、カトーテック株式会社製のハンディー圧縮試験機ＫＥＳ−Ｇ５を使用して行った。２ｃｍ２の面で、１００ｇｆの圧縮加重、０．０１ｃｍ／ｓｅｃ圧縮速度で圧縮した結果を図６に示す。同じ力で圧縮した際の距離を変形量とすると、ＰＣ−２５、ＰＣ１０、ＰＣ−０の順に変化量が大きいことがわかる。
【００４５】
以上のデータを基にして、人体の硬さ分布を再現するために，図７に示すように、ダミー４０の主材料として、硬さ２７（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−１０）からなる弾性部材４２を使用し、その内部に人体骨格標本５０（図８参照）を埋め込んだ。そして、腹部，臀部下部は，二層構造とし，硬さ２７（％）のウレタン樹脂（ＰＣ−１０）からなる弾性部材４２を配置した外側へ硬さ２９（％）で変形量の大きなウレタン樹脂（ＰＣ−０）からなる弾性部材４４をそれぞれ配置した。
【００４６】
また、大腿部は，筋肉部であり、硬さ４６（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−２５）からなる弾性部材４６を横長の楕円柱のように成型し、転子点より下部の内側へ配置し，その外側を硬さ２７（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−１０）からなる弾性部材４２とした。このとき、硬さ２７（％）程度の硬さの弾性部材４２の厚みが、大腿部前後面では４０ｍｍ、大腿部外側は１０ｍｍになるように配置した。
【００４７】
なお、図８に示すように、弾性部材４２、４６の内部には、人体骨格標本５０が埋め込まれている。弾性部材４２の内部には、人体骨格標本５０の骨盤骨５２を埋め込み、弾性部材４６の内部には、人体骨格標本５０の大腿骨５４を埋め込んでいる。また、歩行動作をしても外れないよう、骨盤骨５２と大腿骨５４をつなぐ転子点５６を可動用超ゲル化樹脂４８で補強した。
【００４８】
また、弾性部材４２等の自重に耐えうるように、骨盤骨５２に自重垂れ防止セパレータ６４を設けている。なお、弾性部材４２の内部には、骨盤骨５２だけでなく、自重垂れ防止セパレータ６４も埋め込まれている。
【００４９】
また、大腿骨５４には、弾性部材４６、４２の自重に耐えうるように、自重垂れ防止セパレータ６２を設けている。さらに、大腿骨５４を覆って、大腿骨補強金具６０が設けられている。なお、弾性部材４６の内部には、人体骨格標本５０の大腿骨５４だけでなく、自重垂れ防止セパレータ６２および大腿骨補強金具６０も埋め込まれている。
【００５０】
以上のようにして作成したダミーの、伊藤超短波株式会社製の組織硬度計ＯＥ−２２０を使用して測定した部位別の硬さを図５に、人体の部位別の硬さと合わせて示す。図５によれば、人体の硬さ分布に近い分布を示していることがわかる。
【００５１】
図９を参照すれば、ダミー４０の表面には、センサ７０が取り付けられている。本実施の形態では、センサ７０として、エアパック式接触圧センサを使用している。センサ７０によって衣服圧を測定する。なお、衣服圧とは、衣服により、皮膚が受ける圧迫力をいう。センサに繋がっているコード等を取り込めるように、弾性部材４２、４４、４６の内側には、チューブ７２等を埋め込んでいる。
【００５２】
図８を再び参照すれば、大腿骨５４の端部には、取り付け具６６が設けられている。取り付け具６６に後述する駆動装置を取り付けることにより、歩行動作を模擬した動作を行わせることができる。また、ダミー４０の頂部には、取り付け部８０が設けられ、取り付け部８０にはネジ穴８２が設けられている。
【００５３】
次に、本実施の形態のダミー４０の製造方法を説明する。まず、人体骨格標本５０を準備する。そして、大腿骨５４を大腿骨補強金具６０で補強する等、動作に耐えうるよう人体骨格標本５０をあらかじめ補強をしておく。また、弾性部材４２、４４、４６等の自重に耐えうるように、自重垂れ防止セパレータ６２、６４を設けておく。さらに、動作を歩行動作としたときに、動きに耐えうるように、骨盤骨５２と大腿骨５４をつなぐ転子点５６等の可動部（関節部）を超ゲル化樹脂４８等で補強をしておく。さらに、センサ７０を内側へ取り付ける部位には、センサを取り込めるように内側へチューブ７２等を埋め込める仕組みを備えておく。
【００５４】
次に人体サイズ、形状データを基に金型の原型を作製し、弾性部材を流しこみ成型する。これはまず、脚部に埋め込む横長楕円柱（円錐の最突点を切り落としたような形のもの）を硬さの４６（％）のウレタン樹脂（ＰＣ−２５）からなる弾性部材４６であらかじめ作製しておく。このとき、人体骨格標本５０の大腿骨部５４、大腿骨補強金具６０、自重垂れ防止セパレータ６２等を弾性部材４６の内部へ埋め込む。次に、腹部中央及び臀部下部といった力が加わると、変形の大きな部位へ硬さ２９（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−０）からなる弾性部材４４を流し込む。その後、型全体へ硬さ２７（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−１０）からなる弾性部材４２を流し込み成型する。その後、歩行動作を模擬した動作をするよう、取り付け具６６に後述する駆動装置を取り付ける。
【００５５】
次に、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置１００を説明する。図１０を参照すれば、衣服圧測定装置１００は、上述のダミー４０と、ダミー４０を取り付けるダミー取り付け板１１０と、ダミー４０の取り付け具６６に取り付けられ、ダミー４０に歩行動作を模擬した動作をさせる駆動装置３００と、駆動装置３００を駆動するとともに、センサ７０からの圧力測定データを取得するように、駆動装置３００および圧力センサ７０を制御するコントローラ２００とを備えている。コントローラ２００はコンソール２４０に収容されている。
【００５６】
駆動装置３００は、左右２個の揺動機構１４０と揺動機構１４０を駆動するモータ２２２とを備えている。揺動機構１４０は、水平方向に直線移動する移動部材１４４と移動部材１４４の水平方向の移動をガイドする水平ガイド１４２とを有する水平移動機構１４３と、垂直方向に直線移動する移動部材１５４と移動部材１５４の垂直方向の移動をガイドする垂直ガイド１４５とを有する垂直移動機構１４６とを備えている。垂直ガイド１４５は、移動部材１４４に取り付けられ、固定されている。移動部材１４４に水平方向に移動するワイヤ１２２が取り付けられている。ワイヤ１２２は、プーリー１２４によって水平に張られており、モータ２２２のプーリー２２３に架けられている。移動部材１５４にはバー１５０が水平に取り付けられている。なお、移動部材１５４の水平方向の移動は、垂直ガイド１４５によって規制されているので、移動部材１５４は、移動部材１４４の水平方向の移動に従って水平方向に移動する。
【００５７】
ダミー４０の頂部の取り付け部８０のネジ穴８２（図８参照）に、ダミー取り付け板１１０を介してネジ１１２を取り付けることによって、ダミー４０はダミー取り付け板１１０に取り付けられる。
【００５８】
移動部材１５４に水平に取り付けられたバー１５０の先端部を、ダミー４０の取り付け具６６内に取り付けられたボールジョイント１５２を介して取り付け具６６に取り付ける。センサ７０をコード７３を介してコントローラ２００に接続する。なお、モータ２２２は配線２２４を介してコントローラ２００に接続されている。
【００５９】
モータ２２２を左右に回転させることによって、移動部材１５４が水平方向および垂直方向に移動し、それによって、ダミー４０の取り付け具６６、そして取り付け具６６が取り付けられている大腿骨５４が、転子点５６（関節部）の回りに揺動する。なお、垂直移動部材１５４が移動する水平方向および垂直方向は、大腿骨５４が、転子点５６（関節部）の回りに揺動する面と平行な面内にある。
【００６０】
図１１を参照すれば、コンソール２４０は、センサ７０から取得した圧力測定データや、当該圧力測定データがデータ処理されたデータ等を表示するディスプレイ２３２と、歩行速度等の測定条件を受け付けるタッチパネル２３４と、キーボード等の入出力装置２３６と、コントローラ２００とを備えている。
【００６１】
コントローラ２００は、装置全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）２０２と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ２０４と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２０６と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２０８と、Ｉ／Ｏポート２１０とを備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵ２０２、ＲＯＭ２０４、ＲＡＭ２０６、ＨＤＤ２０８、Ｉ／Ｏポート２１０、ディスプレイ２３２、タッチパネル２３４、入出力装置２３６は、内部バス２１２を介して相互に接続されている。Ｉ／Ｏポート２１０は、外部バス２２０を介して駆動装置３００および圧力センサ７０に接続されている。
【００６２】
次に、衣服圧測定装置１００の動作について説明する。まず、被服を着用したダミー４０を上述のようにして、衣服圧測定装置１００に取り付ける。その後、衣服圧を測定する被服（図示せず）をダミー４０に着用させる。
【００６３】
その後、コンソール２４０のタッチパネル２３４から歩行速度等を入力する。コントローラは、予めインストールされたプログラムに従い、当該歩行速度等の制御データを受け付け、受け付けた制御データに基づいて駆動装置３００を駆動する。そして、センサ７０からの圧力測定データを取得し、ＨＤＤ２０８に記録するとともに、当該圧力測定データをデータ処理して、データ処理されたデータをディスプレイ２３２に表示する。
【実施例】
【００６４】
次に、上述の衣服圧測定装置１００を用いて測定した衣服圧の測定結果について説明する。図１２は、衣服圧測定装置１００を用いてガードルを着用させた場合の大腿部前面の衣服圧測定結果を示す図であり、図１３は、衣服圧測定装置１００を用いてガードルを着用させた場合の臀部外側の衣服圧測定結果を示す図である。破線はダミー４０を使用して測定した衣服圧測定結果を示し、実線は、４０代の被験者の平均値を示している。測定に使用した歩行速度は、ダミー４０の場合も、被験者の場合もいずれも１．４ｍ／秒であった。ダミー４０を用いた場合も、被験者の場合に近い値の衣服圧測定結果が得られていることがわかる。
【００６５】
以上説明したように、本発明の好ましい実施の形態では、骨格部としての人体骨格標本５０と、骨格部を取り包む弾性部としての弾性部材４２、４４、４６を備え、弾性部材４２より変化量の大きい弾性部材４４を弾性部材４２の表面に配置し、弾性部材４２より硬い弾性部材４６を弾性部材４２の内部に配置しているので、人体と近い硬さおよび変化量分布とすることができ、衣服圧の測定値を、より人体に近い測定値とすることができる。
【００６６】
また、骨格部としての人体骨格標本５０を取り包んでいるのは、剛体ではなく、弾性部材４２、４４、４６なので、動作が可能なダミーとすることができ、人体に似せた動作をさせることができるようになる。
【００６７】
また、ダミー４０の表面、すなわち、弾性部材４２や４４の表面にセンサ７０をとりつけているので、衣服圧、ここでは、衣服により、ダミー４０の表面、すなわち、弾性部材４２や４４の表面が受ける圧迫力を測定することができる。
【００６８】
取り付け具６６に駆動装置３００を取り付けることにより、歩行動作を模擬した動作をさせることができ、長時間の着用での衣服圧の変化や、衣服の人体への馴染みや食い込みを含めた測定ができるようになる。
【００６９】
なお、上記実施の形態では、弾性部材４２、４４、４６としてウレタン樹脂を使用したが、ウレタン樹脂に代えて、シリコーン樹脂、ゲル化樹脂等を使用してもよい。また、上記実施の形態では、弾性部材の硬さを、４０代女性を一例にして作成したが、年代（２０代、３０代等）や性別、さらにスポーツ選手などそれぞれの人体硬さ分布にあわせて、弾性部材の硬さ等を適宜に変更して作成することができる。例えば、２０代女性であれば、弾性部材の硬さを３０代よりも硬め（例えば腹部、臀部において、硬さ３０％程度の範囲のウレタン樹脂と、その外側には硬さ３５％程度の範囲のウレタン樹脂にてダミーを作成したり、３０代女性であれば、弾性部材の硬さを４０代よりも硬め（例えば腹部、臀部において硬さ２８％程度の範囲のウレタン樹脂と、その外側には硬さ３２％程度の範囲のウレタン樹脂にてダミーを作成することができる。スポーツ選手であれば、通常発達した筋肉を有することを考慮し、より硬めに設定するとよい。
【００７０】
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００７１】
４０ ダミー
４２ 弾性部材
４４ 弾性部材
４６ 弾性部材
４８ 可動用超ゲル化樹脂
５０ 人体骨格標本
５２ 骨盤骨
５４ 大腿骨
５６ 転子点
６０ 大腿骨補強金具
６２、６４ 自重垂れ防止セパレータ
６６ 取り付け具
７０ センサ
７２ チューブ
１００ 衣服圧測定装置
２００ コントローラ
２３２ ディスプレイ
２３４ タッチパネル
３００ 駆動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は人体模型、衣服圧測定装置および衣服圧測定方法に関し、特に、衣服圧測定用の人体模型、当該人体模型を用いた衣服圧測定装置および衣服圧測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衣服の圧的快適性について評価を行う技術としては、衣服圧の測定が一般的である。従来の衣服圧の測定方法には、直接測定する方法と、布地の変化量から推定する方法がある。前者には、（１）人体各部位にセンサを取り付けて人体を用いて測定する方法と，（２）人体模型（以下、ダミーと称する）等へセンサを取り付けて測定する方法があり、後者には、コンピュータシミュレーションで測定値を確認する方法がある。
【０００３】
衣服はヒトが着用して初めてその効果を発揮するものであるため，（１）の方法で人体を用いて測定することが望ましいが，被験者や測定者の拘束時間が長く精神的，肉体的負担が大きく、また個人差，日間誤差が大きい等の、被験者実験での各種の問題点が伴う。またコンピュータシミュレーションはデータ作成が困難であり実際的とはいえない。そこで，製品開発や品質管理の現場では二つ目の、ダミーを用いる方法が多く用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７０８０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１７６９３０号公報
【特許文献３】特開２００４−１６３１２７号公報
【特許文献４】特開昭５５−９６１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在上記二つ目の方法で用いられているダミーの多くは，人体形状を模した剛体ダミーである。剛体ダミーでは，短時間で測定ができ，測定者への負担が少ないことが利点である。しかしながら、剛体ダミーで衣服圧を測定した場合，人体での測定値とは大きな差がある。
【０００６】
また、剛体ダミーではなく、弾性部材を使用したダミーも提案されている（特許文献１〜４参照）が、人体に近い衣服圧測定を行えるダミーではない。
【０００７】
従って、本発明の主な目的は、人体に近い衣服圧測定を行える人体模型、当該人体模型を用いた衣服圧測定装置および衣服圧測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
骨格部と、
前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、
を備える人体模型が提供される。
【０００９】
好ましくは、前記人体模型は、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサをさらに備える。
【００１０】
また、好ましくは、前記弾性部は、人体の硬さ分布に則して前記第１乃至第３の弾性部材が配置されている。
【００１１】
また、好ましくは、前記骨格部は、関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材と、を有している。
【００１２】
また、好ましくは、前記骨格部は、人体骨格標本である。
【００１３】
また、好ましくは、前記人体模型は、前記人体骨格標本に取り付けられた自重垂れ防止セパレータをさらに備える。
【００１４】
また、好ましくは、前記人体模型は、前記人体骨格標本に設けられた補強金具をさらに備える。
【００１５】
また、好ましくは、前記人体模型は、前記人体骨格標本の関節部を補強する補強部材をさらに備える。
【００１６】
また、好ましくは、前記骨格部は、腰部と、大腿部と、前記腰部と前記大腿部とをつなぐ関節部とを有し、前記第１の弾性部材は骨盤骨を埋め込み、前記第２の弾性部材は、腹部および臀部の前記第１の弾性部材の表面に設けられ、前記第３の弾性部材は、大腿骨を埋め込み、前記第１の弾性部材が前記第３の弾性部材を埋め込んで設けられている。
【００１７】
また、好ましくは、前記第３の弾性部材は、横長の楕円柱形状である。
【００１８】
また、本発明の他の態様によれば、
関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材とを有する骨格部と、
前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサとを備える人体模型と、
前記第２の骨格部材に取り付けられ、前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させる駆動装置と、
前記駆動装置を駆動して前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させ、前記圧力センサからの圧力測定データを取得するように、前記駆動装置および前記圧力センサを制御する制御手段と、
を備える衣服圧測定装置が提供される。
【００１９】
好ましくは、前記衣服圧測定装置は表示手段をさらに備え、
前記制御部は、前記圧力測定データをデータ処理して、データ処理されたデータを前記表示手段に表示するように前記表示手段を制御する。
【００２０】
また、好ましくは、前記駆動装置は、前記第２の骨格部材が前記間接部の回りに揺動する面と平行な面内で互いに直交する２方向にそれぞれ直線運動する直線運動機構を備える。
【００２１】
また、好ましくは、前記第１の骨格部材は腰部であり、前記第２の骨格部材は大腿部であり、前記関節部は、前記腰部と前記大腿部とをつなぐ関節部である。
【００２２】
また、好ましくは、前記第１の弾性部材は骨盤骨を埋め込み、前記第２の弾性部材は、腹部および臀部の前記第１の弾性部材の表面に設けられ、前記第３の弾性部材は、大腿骨を埋め込み、前記第１の弾性部材が前記第３の弾性部材を埋め込んで設けられている。
【００２３】
また、好ましくは、前記衣服圧測定装置は入力手段をさらに備え、
前記制御部は、前記入力手段による制御データを受け付け、前記受け付けた制御データに基づいて前記駆動装置を駆動するように前記入力手段および前記駆動装置を制御する。
【００２４】
また、好ましくは、前記制御データは、歩行速度である。
【００２５】
また、本発明のさらに他の態様によれば、
コンピュータが、
関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材とを有する骨格部と、前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサと、を備え、衣服が着用された人体模型の、前記第２の骨格部材に取り付けられ、前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させる駆動装置を駆動して前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させ、前記圧力センサからの圧力測定データを取得するステップを備える衣服圧測定方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、人体に近い衣服圧測定を行える人体模型、当該人体模型を用いた衣服圧測定装置および衣服圧測定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施の形態で使用した組織硬度計を説明するための概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施の形態で使用した組織硬度計で硬さを測定する方法を説明するための概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい実施の形態で使用したウレタン樹脂の硬さ示す図である。
【図４】図４は、本発明の好ましい実施の形態で使用したウレタン樹脂の厚さを変えた時の硬さを示す図である。
【図５】図５は、人体と、本発明の好ましい実施の形態のダミーとの硬さ分布を示す図である。
【図６】図６は、本発明の好ましい実施の形態で使用したウレタン樹脂の圧縮特性を示す図である。
【図７】図７は、本発明の好ましい実施の形態のダミーの弾性部材の配置を説明するための概略立体図である。
【図８】図８は、本発明の好ましい実施の形態のダミーの骨格部を説明するための概略立体図である。
【図９】図９は、本発明の好ましい実施の形態のダミーへのセンサの取り付けを説明するための概略立体図である。
【図１０】図１０は、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置を説明するための概略斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置に好適に使用されるコントローラを説明するための概略構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置で測定した大腿部前面の衣服圧測定結果を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置で測定した臀部外側の衣服圧測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明者達は、人体に近い衣服圧測定を行える人体模型について、鋭意研究した結果、以下の知見を得た。
【００２９】
剛体ダミーで衣服圧を測定した場合，人体での測定値とは大きな差があるのは、人体には柔らかい部位（主に脂肪の多い部位）と硬い部位（主に筋肉や骨格の部位）があり，柔らかい部位は衣服が人体へ馴染み、また関節部分は動作をするため衣服の食い込み等が生じるためである。
【００３０】
また、人体に近い衣服圧の測定値を得るためには、剛体ダミーではなく、人体と同等の硬さ分布を持つダミーが必要である。
【００３１】
さらに、剛体ダミーでは駆動が不可能なため、剛体でなく、弾性部材を使用したダミーへ駆動ユニットを付加し、ヒトと同様な動作をするように駆動可能な装置となれば、ダミーでいて人体での測定値と同等の評価が可能になる。
【００３２】
以上の見地から、本発明者達は、次に述べる、本発明の好ましい実施の形態のダミーを開発するに至った。
【００３３】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態をより詳細に説明する。
【００３４】
まず、ダミー作製時に必要なサイズ，形状を決定した。人体３次元計測装置を用い、中年女性被験者のデータを収集し、社団法人人間工学研究センターの日本人の人体寸法データを参考にして形状を決定し、金型を作成した。
【００３５】
次に、ダミーを構成する材料について検討した。人体および弾性体の硬さを測定するのに、伊藤超短波株式会社製の組織硬度計ＯＥ−２２０を使用した。まず、この組織硬度計の測定原理について説明する。
【００３６】
図１は、この組織硬度計１０を説明するための概略斜視図である。組織硬度計１０は、本体２０と、測定対象物の測定部位に当接される中央部１２と、測定対象物の測定部位の周辺部に当接される周辺部１４とを備えている。中央部１２は本体２０に固定されている。周辺部１４には、コイルバネ等の付勢部材（図示せず）の一端が取り付けられている。コイルバネ等の付勢部材の他端は、本体２０に固定されている。また、組織硬度計１０は、測定対象物の測定部位から中央部１２が受ける圧力を測定する圧力センサ１６と、測定対象物の測定部位およびその周辺部から中央部１２および周辺部１４が受ける圧力を測定する圧力センサ１８とを備えている。
【００３７】
外力を加えない状態では、中央部１２の先端面と周辺部１４の先端面とは面一となっている。本体２０を、測定対象物に向けて押し付けることによって、中央部１２は、測定対象物の測定部位に押し当てられ、周辺部１４は、測定対象物の測定部位の周辺部に押し当てられる。測定対象物の測定部位および測定部位の周辺部に組織硬度計１０の中央部１２および周辺部１４によって圧力を加えていくと、組織硬度計１０の中央部１２および周辺部１４は、測定対象物の測定部位および測定部位の周辺部からそれぞれ反力を受ける。組織硬度計１０の周辺部１４は、コイルバネ等の付勢部材（図示せず）の付勢に抗して押し戻される。このとき、組織硬度計１０の周辺部１４が受けた力は、センサ１８に伝達される。組織硬度計１０の中央部１２が受けた力は、センサ１６およびセンサ１８に伝達される。このようにして、測定対象物の測定部位およびその周辺部から組織硬度計１０の中央部１２および周辺部１４が受ける圧力はセンサ１８に伝達され、測定対象物の測定部位から組織硬度計１０の中央部１２が受ける圧力はセンサ１６に伝達される。すなわち、センサ１６で組織硬度計１０の中央部１２が受けた力を測定し、センサ１８で組織硬度計１０の中央部１２および周辺部１４が受けた力を測定する。
【００３８】
図２（Ａ）を参照すれば、測定対象物３０が硬い場合には、測定対象物３０の変形が小さく、測定対象物３０の測定部位３２に組織硬度計１０の中央部１２から加えられる力２２は大きく、反力も大きい。一方、測定対象物の測定部位３２の周辺部３４から組織硬度計１０の周辺部１４が受ける力２４は小さい。
【００３９】
図２（Ｂ）を参照すれば、測定対象物３０が柔らかい場合には、測定対象物３０の変形が大きく、測定対象物３０の測定部位３２に組織硬度計１０の中央部１２から加えられる力２２は小さく、反力も小さい。一方、測定対象物の測定部位３２の周辺部３４から組織硬度計１０の周辺部１４が受ける力２４は大きい。
【００４０】
測定対象物３０の硬さは、測定対象物３０の測定部位３２に組織硬度計１０の中央部１２から加えられる力２２と測定対象物の測定部位３２の周辺部３４から組織硬度計１０の周辺部１４が受ける力２４との合計が１０Ｎになった際の、この合計の力に対する測定対象物３０の測定部位３２に組織硬度計１０の中央部１２から加えられる力２２の割合（％）で表す。すなわち、センサ１８で測定した力が１０Ｎになった際の、このセンサ１８で測定した力に対するセンサ１６で測定した力の割合（％）で表す。
【００４１】
硬さを段階的に変化させることのできるウレタン樹脂について，配合を段階的に変化させた硬さを変えた、プリン型サンプル５種（型名：ＰＣ−０、ＰＣ−１０、ＰＣ−１５、ＰＣ−２０、ＰＣ−２５）の硬さを、上述の伊藤超短波株式会社製の組織硬度計ＯＥ−２２０を使用して測定した。その結果を図３に示す。プリン型サンプルの硬さの範囲は、２５〜５０（％）程度であった。
【００４２】
また、このうちＰＣ−１０の厚さを変化させていき、どのように硬さが変化するかを検討した。その結果を図４に示す。ＰＣ−１０の厚さを変化させると、厚さが４０ｍｍ〜１０ｍｍと変化するにつれて硬くなり、硬さは２７〜４５（％）程度の変化をすることがわかった。
【００４３】
また、人体の硬さを、同じ伊藤超短波株式会社製の組織硬度計ＯＥ−２２０を使用して測定し、人体の硬さ分布を把握した。その結果を図５に示す。人体の硬さは骨格部の影響と、脂肪や筋肉の付き具合で部位による差がみられた。具体的には腹部、臀部最突点〜下部、大腿部前後面は２０（％）程度の硬さ、臀部外側、大腿部外側は３０（％）程度の硬さ、腸骨棘部等の骨格に近い部位は７０（％）程度の硬さであった。
【００４４】
なお、腹部，臀部下部は脂肪がつく部位であり、力を加えると変形が大きい部位という特徴がある。そこで、脂肪がつく部位に好適な部材を選定するために、ウレタン樹脂について，配合を段階的に変化させた硬さを変えた、プリン型サンプル３種（型名：ＰＣ−０、ＰＣ−１０、ＰＣ−２５）の圧縮特性を測定した。測定は、カトーテック株式会社製のハンディー圧縮試験機ＫＥＳ−Ｇ５を使用して行った。２ｃｍ２の面で、１００ｇｆの圧縮加重、０．０１ｃｍ／ｓｅｃ圧縮速度で圧縮した結果を図６に示す。同じ力で圧縮した際の距離を変形量とすると、ＰＣ−２５、ＰＣ１０、ＰＣ−０の順に変化量が大きいことがわかる。
【００４５】
以上のデータを基にして、人体の硬さ分布を再現するために，図７に示すように、ダミー４０の主材料として、硬さ２７（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−１０）からなる弾性部材４２を使用し、その内部に人体骨格標本５０（図８参照）を埋め込んだ。そして、腹部，臀部下部は，二層構造とし，硬さ２７（％）のウレタン樹脂（ＰＣ−１０）からなる弾性部材４２を配置した外側へ硬さ２９（％）で変形量の大きなウレタン樹脂（ＰＣ−０）からなる弾性部材４４をそれぞれ配置した。
【００４６】
また、大腿部は，筋肉部であり、硬さ４６（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−２５）からなる弾性部材４６を横長の楕円柱のように成型し、転子点より下部の内側へ配置し，その外側を硬さ２７（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−１０）からなる弾性部材４２とした。このとき、硬さ２７（％）程度の硬さの弾性部材４２の厚みが、大腿部前後面では４０ｍｍ、大腿部外側は１０ｍｍになるように配置した。
【００４７】
なお、図８に示すように、弾性部材４２、４６の内部には、人体骨格標本５０が埋め込まれている。弾性部材４２の内部には、人体骨格標本５０の骨盤骨５２を埋め込み、弾性部材４６の内部には、人体骨格標本５０の大腿骨５４を埋め込んでいる。また、歩行動作をしても外れないよう、骨盤骨５２と大腿骨５４をつなぐ転子点５６を可動用超ゲル化樹脂４８で補強した。
【００４８】
また、弾性部材４２等の自重に耐えうるように、骨盤骨５２に自重垂れ防止セパレータ６４を設けている。なお、弾性部材４２の内部には、骨盤骨５２だけでなく、自重垂れ防止セパレータ６４も埋め込まれている。
【００４９】
また、大腿骨５４には、弾性部材４６、４２の自重に耐えうるように、自重垂れ防止セパレータ６２を設けている。さらに、大腿骨５４を覆って、大腿骨補強金具６０が設けられている。なお、弾性部材４６の内部には、人体骨格標本５０の大腿骨５４だけでなく、自重垂れ防止セパレータ６２および大腿骨補強金具６０も埋め込まれている。
【００５０】
以上のようにして作成したダミーの、伊藤超短波株式会社製の組織硬度計ＯＥ−２２０を使用して測定した部位別の硬さを図５に、人体の部位別の硬さと合わせて示す。図５によれば、人体の硬さ分布に近い分布を示していることがわかる。
【００５１】
図９を参照すれば、ダミー４０の表面には、センサ７０が取り付けられている。本実施の形態では、センサ７０として、エアパック式接触圧センサを使用している。センサ７０によって衣服圧を測定する。なお、衣服圧とは、衣服により、皮膚が受ける圧迫力をいう。センサに繋がっているコード等を取り込めるように、弾性部材４２、４４、４６の内側には、チューブ７２等を埋め込んでいる。
【００５２】
図８を再び参照すれば、大腿骨５４の端部には、取り付け具６６が設けられている。取り付け具６６に後述する駆動装置を取り付けることにより、歩行動作を模擬した動作を行わせることができる。また、ダミー４０の頂部には、取り付け部８０が設けられ、取り付け部８０にはネジ穴８２が設けられている。
【００５３】
次に、本実施の形態のダミー４０の製造方法を説明する。まず、人体骨格標本５０を準備する。そして、大腿骨５４を大腿骨補強金具６０で補強する等、動作に耐えうるよう人体骨格標本５０をあらかじめ補強をしておく。また、弾性部材４２、４４、４６等の自重に耐えうるように、自重垂れ防止セパレータ６２、６４を設けておく。さらに、動作を歩行動作としたときに、動きに耐えうるように、骨盤骨５２と大腿骨５４をつなぐ転子点５６等の可動部（関節部）を超ゲル化樹脂４８等で補強をしておく。さらに、センサ７０を内側へ取り付ける部位には、センサを取り込めるように内側へチューブ７２等を埋め込める仕組みを備えておく。
【００５４】
次に人体サイズ、形状データを基に金型の原型を作製し、弾性部材を流しこみ成型する。これはまず、脚部に埋め込む横長楕円柱（円錐の最突点を切り落としたような形のもの）を硬さの４６（％）のウレタン樹脂（ＰＣ−２５）からなる弾性部材４６であらかじめ作製しておく。このとき、人体骨格標本５０の大腿骨部５４、大腿骨補強金具６０、自重垂れ防止セパレータ６２等を弾性部材４６の内部へ埋め込む。次に、腹部中央及び臀部下部といった力が加わると、変形の大きな部位へ硬さ２９（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−０）からなる弾性部材４４を流し込む。その後、型全体へ硬さ２７（％）程度のウレタン樹脂（ＰＣ−１０）からなる弾性部材４２を流し込み成型する。その後、歩行動作を模擬した動作をするよう、取り付け具６６に後述する駆動装置を取り付ける。
【００５５】
次に、本発明の好ましい実施の形態の衣服圧測定装置１００を説明する。図１０を参照すれば、衣服圧測定装置１００は、上述のダミー４０と、ダミー４０を取り付けるダミー取り付け板１１０と、ダミー４０の取り付け具６６に取り付けられ、ダミー４０に歩行動作を模擬した動作をさせる駆動装置３００と、駆動装置３００を駆動するとともに、センサ７０からの圧力測定データを取得するように、駆動装置３００および圧力センサ７０を制御するコントローラ２００とを備えている。コントローラ２００はコンソール２４０に収容されている。
【００５６】
駆動装置３００は、左右２個の揺動機構１４０と揺動機構１４０を駆動するモータ２２２とを備えている。揺動機構１４０は、水平方向に直線移動する移動部材１４４と移動部材１４４の水平方向の移動をガイドする水平ガイド１４２とを有する水平移動機構１４３と、垂直方向に直線移動する移動部材１５４と移動部材１５４の垂直方向の移動をガイドする垂直ガイド１４５とを有する垂直移動機構１４６とを備えている。垂直ガイド１４５は、移動部材１４４に取り付けられ、固定されている。移動部材１４４に水平方向に移動するワイヤ１２２が取り付けられている。ワイヤ１２２は、プーリー１２４によって水平に張られており、モータ２２２のプーリー２２３に架けられている。移動部材１５４にはバー１５０が水平に取り付けられている。なお、移動部材１５４の水平方向の移動は、垂直ガイド１４５によって規制されているので、移動部材１５４は、移動部材１４４の水平方向の移動に従って水平方向に移動する。
【００５７】
ダミー４０の頂部の取り付け部８０のネジ穴８２（図８参照）に、ダミー取り付け板１１０を介してネジ１１２を取り付けることによって、ダミー４０はダミー取り付け板１１０に取り付けられる。
【００５８】
移動部材１５４に水平に取り付けられたバー１５０の先端部を、ダミー４０の取り付け具６６内に取り付けられたボールジョイント１５２を介して取り付け具６６に取り付ける。センサ７０をコード７３を介してコントローラ２００に接続する。なお、モータ２２２は配線２２４を介してコントローラ２００に接続されている。
【００５９】
モータ２２２を左右に回転させることによって、移動部材１５４が水平方向および垂直方向に移動し、それによって、ダミー４０の取り付け具６６、そして取り付け具６６が取り付けられている大腿骨５４が、転子点５６（関節部）の回りに揺動する。なお、垂直移動部材１５４が移動する水平方向および垂直方向は、大腿骨５４が、転子点５６（関節部）の回りに揺動する面と平行な面内にある。
【００６０】
図１１を参照すれば、コンソール２４０は、センサ７０から取得した圧力測定データや、当該圧力測定データがデータ処理されたデータ等を表示するディスプレイ２３２と、歩行速度等の測定条件を受け付けるタッチパネル２３４と、キーボード等の入出力装置２３６と、コントローラ２００とを備えている。
【００６１】
コントローラ２００は、装置全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）２０２と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ２０４と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２０６と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２０８と、Ｉ／Ｏポート２１０とを備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵ２０２、ＲＯＭ２０４、ＲＡＭ２０６、ＨＤＤ２０８、Ｉ／Ｏポート２１０、ディスプレイ２３２、タッチパネル２３４、入出力装置２３６は、内部バス２１２を介して相互に接続されている。Ｉ／Ｏポート２１０は、外部バス２２０を介して駆動装置３００および圧力センサ７０に接続されている。
【００６２】
次に、衣服圧測定装置１００の動作について説明する。まず、被服を着用したダミー４０を上述のようにして、衣服圧測定装置１００に取り付ける。その後、衣服圧を測定する被服（図示せず）をダミー４０に着用させる。
【００６３】
その後、コンソール２４０のタッチパネル２３４から歩行速度等を入力する。コントローラは、予めインストールされたプログラムに従い、当該歩行速度等の制御データを受け付け、受け付けた制御データに基づいて駆動装置３００を駆動する。そして、センサ７０からの圧力測定データを取得し、ＨＤＤ２０８に記録するとともに、当該圧力測定データをデータ処理して、データ処理されたデータをディスプレイ２３２に表示する。
【実施例】
【００６４】
次に、上述の衣服圧測定装置１００を用いて測定した衣服圧の測定結果について説明する。図１２は、衣服圧測定装置１００を用いてガードルを着用させた場合の大腿部前面の衣服圧測定結果を示す図であり、図１３は、衣服圧測定装置１００を用いてガードルを着用させた場合の臀部外側の衣服圧測定結果を示す図である。破線はダミー４０を使用して測定した衣服圧測定結果を示し、実線は、４０代の被験者の平均値を示している。測定に使用した歩行速度は、ダミー４０の場合も、被験者の場合もいずれも１．４ｍ／秒であった。ダミー４０を用いた場合も、被験者の場合に近い値の衣服圧測定結果が得られていることがわかる。
【００６５】
以上説明したように、本発明の好ましい実施の形態では、骨格部としての人体骨格標本５０と、骨格部を取り包む弾性部としての弾性部材４２、４４、４６を備え、弾性部材４２より変化量の大きい弾性部材４４を弾性部材４２の表面に配置し、弾性部材４２より硬い弾性部材４６を弾性部材４２の内部に配置しているので、人体と近い硬さおよび変化量分布とすることができ、衣服圧の測定値を、より人体に近い測定値とすることができる。
【００６６】
また、骨格部としての人体骨格標本５０を取り包んでいるのは、剛体ではなく、弾性部材４２、４４、４６なので、動作が可能なダミーとすることができ、人体に似せた動作をさせることができるようになる。
【００６７】
また、ダミー４０の表面、すなわち、弾性部材４２や４４の表面にセンサ７０をとりつけているので、衣服圧、ここでは、衣服により、ダミー４０の表面、すなわち、弾性部材４２や４４の表面が受ける圧迫力を測定することができる。
【００６８】
取り付け具６６に駆動装置３００を取り付けることにより、歩行動作を模擬した動作をさせることができ、長時間の着用での衣服圧の変化や、衣服の人体への馴染みや食い込みを含めた測定ができるようになる。
【００６９】
なお、上記実施の形態では、弾性部材４２、４４、４６としてウレタン樹脂を使用したが、ウレタン樹脂に代えて、シリコーン樹脂、ゲル化樹脂等を使用してもよい。また、上記実施の形態では、弾性部材の硬さを、４０代女性を一例にして作成したが、年代（２０代、３０代等）や性別、さらにスポーツ選手などそれぞれの人体硬さ分布にあわせて、弾性部材の硬さ等を適宜に変更して作成することができる。例えば、２０代女性であれば、弾性部材の硬さを３０代よりも硬め（例えば腹部、臀部において、硬さ３０％程度の範囲のウレタン樹脂と、その外側には硬さ３５％程度の範囲のウレタン樹脂にてダミーを作成したり、３０代女性であれば、弾性部材の硬さを４０代よりも硬め（例えば腹部、臀部において硬さ２８％程度の範囲のウレタン樹脂と、その外側には硬さ３２％程度の範囲のウレタン樹脂にてダミーを作成することができる。スポーツ選手であれば、通常発達した筋肉を有することを考慮し、より硬めに設定するとよい。
【００７０】
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００７１】
４０ ダミー
４２ 弾性部材
４４ 弾性部材
４６ 弾性部材
４８ 可動用超ゲル化樹脂
５０ 人体骨格標本
５２ 骨盤骨
５４ 大腿骨
５６ 転子点
６０ 大腿骨補強金具
６２、６４ 自重垂れ防止セパレータ
６６ 取り付け具
７０ センサ
７２ チューブ
１００ 衣服圧測定装置
２００ コントローラ
２３２ ディスプレイ
２３４ タッチパネル
３００ 駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨格部と、
前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、
を備える人体模型。
【請求項２】
前記弾性部の表面に設けられた圧力センサをさらに備える請求項１記載の人体模型。
【請求項３】
前記弾性部は、人体の硬さ分布に則して前記第１乃至第３の弾性部材が配置されている請求項１または２記載の人体模型。
【請求項４】
前記骨格部は、関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材と、を有している請求項１〜３のいずれか１項に記載の人体模型。
【請求項５】
前記骨格部は、人体骨格標本である請求項１〜４のいずれか１項に記載の人体模型。
【請求項６】
前記人体骨格標本に取り付けられた自重垂れ防止セパレータをさらに備える請求項５記載の人体模型。
【請求項７】
前記人体骨格標本に設けられた補強金具をさらに備える請求項５または６記載の人体模型。
【請求項８】
前記人体骨格標本の関節部を補強する補強部材をさらに備える請求項５〜７のいずれか１項に記載の人体模型。
【請求項９】
前記骨格部は、腰部と、大腿部と、前記腰部と前記大腿部とをつなぐ関節部とを有し、前記第１の弾性部材は骨盤骨を埋め込み、前記第２の弾性部材は、腹部および臀部の前記第１の弾性部材の表面に設けられ、前記第３の弾性部材は、大腿骨を埋め込み、前記第１の弾性部材が前記第３の弾性部材を埋め込んで設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の人体模型。
【請求項１０】
前記第３の弾性部材は、横長の楕円柱形状である請求項９記載の人体模型。
【請求項１１】
関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材とを有する骨格部と、
前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサとを備える人体模型と、
前記第２の骨格部材に取り付けられ、前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させる駆動装置と、
前記駆動装置を駆動して前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させ、前記圧力センサからの圧力測定データを取得するように、前記駆動装置および前記圧力センサを制御する制御手段と、
を備える衣服圧測定装置。
【請求項１２】
表示手段をさらに備え、
前記制御部は、前記圧力測定データをデータ処理して、データ処理されたデータを前記表示手段に表示するように前記表示手段を制御する請求項１１記載の衣服圧測定装置。
【請求項１３】
前記駆動装置は、前記第２の骨格部材が前記間接部の回りに揺動する面と平行な面内で互いに直交する２方向にそれぞれ直線運動する直線運動機構を備える請求項１１または１２記載の衣服圧測定装置。
【請求項１４】
前記第１の骨格部材は腰部であり、前記第２の骨格部材は大腿部であり、前記関節部は、前記腰部と前記大腿部とをつなぐ関節部である請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の衣服圧測定装置。
【請求項１５】
前記第１の弾性部材は骨盤骨を埋め込み、前記第２の弾性部材は、腹部および臀部の前記第１の弾性部材の表面に設けられ、前記第３の弾性部材は、大腿骨を埋め込み、前記第１の弾性部材が前記第３の弾性部材を埋め込んで設けられている請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の衣服圧測定装置。
【請求項１６】
入力手段をさらに備え、
前記制御部は、前記入力手段による制御データを受け付け、前記受け付けた制御データに基づいて前記駆動装置を駆動するように前記入力手段および前記駆動装置を制御する請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の衣服圧測定装置。
【請求項１７】
前記制御データは歩行速度である請求項１６記載の衣服圧測定装置。
【請求項１８】
コンピュータが、
関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材とを有する骨格部と、前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサと、を備え、衣服が着用された人体模型の、前記第２の骨格部材に取り付けられ、前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させる駆動装置を駆動して前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させ、前記圧力センサからの圧力測定データを取得するステップを備える衣服圧測定方法。
【請求項１】
骨格部と、
前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、
を備える人体模型。
【請求項２】
前記弾性部の表面に設けられた圧力センサをさらに備える請求項１記載の人体模型。
【請求項３】
前記弾性部は、人体の硬さ分布に則して前記第１乃至第３の弾性部材が配置されている請求項１または２記載の人体模型。
【請求項４】
前記骨格部は、関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材と、を有している請求項１〜３のいずれか１項に記載の人体模型。
【請求項５】
前記骨格部は、人体骨格標本である請求項１〜４のいずれか１項に記載の人体模型。
【請求項６】
前記人体骨格標本に取り付けられた自重垂れ防止セパレータをさらに備える請求項５記載の人体模型。
【請求項７】
前記人体骨格標本に設けられた補強金具をさらに備える請求項５または６記載の人体模型。
【請求項８】
前記人体骨格標本の関節部を補強する補強部材をさらに備える請求項５〜７のいずれか１項に記載の人体模型。
【請求項９】
前記骨格部は、腰部と、大腿部と、前記腰部と前記大腿部とをつなぐ関節部とを有し、前記第１の弾性部材は骨盤骨を埋め込み、前記第２の弾性部材は、腹部および臀部の前記第１の弾性部材の表面に設けられ、前記第３の弾性部材は、大腿骨を埋め込み、前記第１の弾性部材が前記第３の弾性部材を埋め込んで設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の人体模型。
【請求項１０】
前記第３の弾性部材は、横長の楕円柱形状である請求項９記載の人体模型。
【請求項１１】
関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材とを有する骨格部と、
前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサとを備える人体模型と、
前記第２の骨格部材に取り付けられ、前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させる駆動装置と、
前記駆動装置を駆動して前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させ、前記圧力センサからの圧力測定データを取得するように、前記駆動装置および前記圧力センサを制御する制御手段と、
を備える衣服圧測定装置。
【請求項１２】
表示手段をさらに備え、
前記制御部は、前記圧力測定データをデータ処理して、データ処理されたデータを前記表示手段に表示するように前記表示手段を制御する請求項１１記載の衣服圧測定装置。
【請求項１３】
前記駆動装置は、前記第２の骨格部材が前記間接部の回りに揺動する面と平行な面内で互いに直交する２方向にそれぞれ直線運動する直線運動機構を備える請求項１１または１２記載の衣服圧測定装置。
【請求項１４】
前記第１の骨格部材は腰部であり、前記第２の骨格部材は大腿部であり、前記関節部は、前記腰部と前記大腿部とをつなぐ関節部である請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の衣服圧測定装置。
【請求項１５】
前記第１の弾性部材は骨盤骨を埋め込み、前記第２の弾性部材は、腹部および臀部の前記第１の弾性部材の表面に設けられ、前記第３の弾性部材は、大腿骨を埋め込み、前記第１の弾性部材が前記第３の弾性部材を埋め込んで設けられている請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の衣服圧測定装置。
【請求項１６】
入力手段をさらに備え、
前記制御部は、前記入力手段による制御データを受け付け、前記受け付けた制御データに基づいて前記駆動装置を駆動するように前記入力手段および前記駆動装置を制御する請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の衣服圧測定装置。
【請求項１７】
前記制御データは歩行速度である請求項１６記載の衣服圧測定装置。
【請求項１８】
コンピュータが、
関節部と、前記関節部の両側の第１および第２の骨格部材とを有する骨格部と、前記骨格部を取り包んで設けられた第１の弾性部材と、前記第１の弾性部材の表面の一部に配置され、前記第１の弾性部材よりも変形量の大きい第２の弾性部材と、前記第１の弾性部材の内部に配置され、前記第１の弾性部材よりも硬い第３の弾性部材と、を有する弾性部と、前記弾性部の表面に設けられた圧力センサと、を備え、衣服が着用された人体模型の、前記第２の骨格部材に取り付けられ、前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させる駆動装置を駆動して前記第２の骨格部材を前記間接部の回りに揺動させ、前記圧力センサからの圧力測定データを取得するステップを備える衣服圧測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−３２６１０（Ｐ２０１３−３２６１０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５４１００（Ｐ２０１２−１５４１００）
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【出願人】（５０６２０９４２２）地方独立行政法人 東京都立産業技術研究センター (134)
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【出願人】（５０６２０９４２２）地方独立行政法人 東京都立産業技術研究センター (134)
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