公益社団法人自動車技術会は、３月11日、各大学・大学院の学生チームらが考案した自動車の安全技術アイデアを競う大会「2019年学生安全技術デザインコンペティション」日本大会決勝を開催。全国から選抜された4チームの中から、日本大学工学部バイオメカニクス研究室が最優秀賞を獲得した。

東京都内にある自動車技術会の本部にて開催された当大会は、各国政府の道路交通政策担当者・自動車メーカー、大学などが集う自動車の安全技術に関する「ESV国際会議」のプログラムの1つとして2005年より開催されている学生参加のイベント。

各大学・大学院の学生チームが、独自に考案した安全問題解決のための技術アイデアを発表し、その斬新さや発展性、実用性などを競う大会で、自動車や部品製造などの各メーカーや自動車技術会の代表者などが審査を行う。

2年に一度、世界各地域の予選を勝ち抜いた代表校が集まり国際大会も開催。2019年度はちょうど国際大会の開催年にあたり、今回優勝した日本大学チームは、6月10日から13日までオランダのアイントホーフェンで開催される国際大会に出場することになる。

日本大学チームが、今回出したテーマは「自動車乗員の腰椎・腹部障害の評価を可能とする新型ダミーの開発」。これは、交通事故によって重傷に至る外傷の中でも、特に腰椎と腹部の損傷に焦点を当てたものだ。

同チームが所属する工学部バイオメカニクス研究室が大学院と共同で実施した約400件に登る交通事故実態調査によると、腰椎・腹部の損傷が特に重傷外傷につながる結果が出ている。特に、脊椎損害につながる腰椎の損傷は、神経麻痺や歩行障害などの後遺症を残す可能性がある。

また、警察庁交通局が平成29年に出した交通事故関連の統計によると、重傷者数自体は減少傾向ながら、腹部損傷による重傷者数の減少率が最も低い。

しかしながら、現状の衝突実験用ダミーでは、腰椎・腹部の傷害を十分に評価できているといえないため、今回これら傷害に対応したダミーを製作したという。

同チームが製作したダミーは、既存ダミーの腰部を改良、フレキシブルアームに椎体を模した円筒形の金属をセットし、椎間板にはゴムを使用。傷害発生率が高い第一腰椎に当たる部分の前方・中央・後方に荷重計を設置したもの。これにより、椎体前方が圧縮され骨折する圧迫骨折と、椎体全体が均一に圧縮され骨折する破壊骨折の両方に関する評価を行うことを可能としている。

腹部ダミーは、バイク用ゴムチューブを下腹部状に成形し、ダミーの下腹部位置に設置。ダミー内部に圧力計を設け、衝突により荷重がかかった際の内圧を計測することで腹部損傷に至る圧力をかけることで事故の評価を行う。また、腹部損傷に至る圧力については、例えば小腸の場合は人の代替物である豚供試体の小腸の破断試験により内圧を約40kPaに設定している。

なお、当日参加した他チームの主な発表内容は以下の通り。

東京都市大学Team M Lab.のテーマは「自動運転を想定した姿勢時の前面衝突用ダミーの開発及び損害低減手法の考案」。

これは、将来普及が期待されるレベル４以上の自動運転において、運転者がシートを寝かせリクライニング状態で乗車することを想定。その状態で車両前面が衝突した際の人体への影響を評価するダミーと、損害低減のために衝突時に稼働する大腿部と肩部の拘束装置を製作したものだ。

東京大学チームSのテーマは、「むち打ち被害低減を目的とした可動式シート」。これは、車両の衝突時にシートが適度にスライドすることで、乗員のむち打ち被害を低減するというアイデア。

通常はロック機構により固定されたシートが、エアバックなどに利用されている衝撃検知センサもしくはフォトトランジスタの情報を車載マイコンが検知しロックを解除しシートがスライド、乗員がむち打ちにつながる衝撃を軽減するというものだ。

広島市立大学大学院　情報科学研究科によるチームHIROSHIMA MOMIJIは、「空気ばねを用いたアクティブ傾斜制御によるゆりかご安全シートの実現」がテーマ。

これは、自動運転車両における主に快適性を向上させるため、急ブレーキ時にはシート前方に傾斜、右左折時にはシートが左右に傾斜する仕組みを考案。シートの台座に４本の空気ばねを設置し、それを車両状況に応じてコンプレッサとスピードコントローラでシートを傾斜させるという新型シートを提案した。

ちなみに、今回上記３チームは最優秀賞こそ逃したものの、それぞれ優秀賞を授与されている。