衝撃力の測定について

質問

空気圧で作動する両開き扉に人が挟まった時の衝撃力のはかり方について調べています。
衝撃力を計算するためには、どのような数値や計測方法が必要になりますでしょうか？

回答No.10

noname#230359

（2）再

規格までいかぬが基準はあります。
　　http://www.jadsa.or.jp/pdf/slide.pdf
　　スライド（横引き）式自動ドアの安全基準

　　5.1.4 手や指の挟まり防止

JIS規格もあるものの、挟まりについては無いみたい。
　　JIS A1551　自動ドア開閉装置の試験方法
　　http://kikakurui.com/a1/A1551-2014-01.html

前記、電車ドアは従来はエア式であったが、省エネのために電動がトレンドと聞きました。
　　鉄道車両用ドアの最新動向と安全・信頼性技術 - 富士電機
　　https://www.fujielectric.co.jp/about/company/gihou_2015/pdf/88-01/FEJ-88-01-0050-2015.pdf
電鉄各社仕様のような書き方をするが詳細は不明。

調べる方策を拡大すれば、規格基準、試験装置に到着するのでは

回答No.9

noname#230359

目の前の箱に
人体 挟み込み 衝撃 測定
と打ち込んだらいろいろと出ました。

便利な世の中なんですがまだ使ったことないのですか？

回答No.8

noname#230359

スライドドアなのか？ヒンジドアなのか？
片開きなのか？両開きなのか？
頭蓋骨を挟むのか？
肋骨を挟むのか？
腕を挟むのか？
指を挟むのか？

ドアと人体との接触面は鉄なのか？ゴムなのか？
ドアと人体との接触面が鉄だと仮定して
鉄板製スライドドアの厚さが０．１ｍｍで人体を挟んだら？
憶測ですが、かなり低い衝撃力で人体は切断されるであろう

回答No.7

noname#230359

人が挟まった時にどの程度の傷害を及ぼす可能性があるか評価するには
純粋に物理的な“衝撃力”の値が適切であるかは疑問を差し挟む余地が
ありそうに思います。

例えば、人体の上腕が挟まる状態を想定したとき、上腕を模擬するファ
ントムを使って、その損傷具合で評価するような方法もあることを、ご
検討になったら如何でしょうか。
“ファントム”と書きましたが、人体を模擬する近似度を追及しないので
あれば、ソーセージやウイロウで代用することもできそうに思います。

考え方のヒントにどうぞ
http://animemo.seesaa.net/article/4815422.html

参考URL：

http://www.keisokuten.jp/products/693.html

回答No.6

noname#230359

再出です。

> 気圧で作動する両開き扉に人が挟まった時の衝撃力のはかり方について調べています。
> 衝撃力を計算するためには、どのような数値や計測方法が必要になりますでしょうか？

なので、前出に記載しました。
ですから、再出では、人が挟まってもよい工夫を紹介します。
扉の重量がさほど重くはないと、閉スピードがさほど速くはない条件では、
開閉可動にかかる抵抗をできるだけ低減をし、空気圧で作動するアクチュエータの最低作動圧
付近で空気圧力を設定し、動作させると挟まれる力が弱くなり、閉スピードが速くなかったら、
衝撃力に置き換わる倍率も低くなり、安全になります。
後は、圧力計で常に最低作動圧を監視し、それを上回ると、エラーを出し停止するシステム
追加で、安全が更に増します。

もう一つの案は、空気圧で作動するアクチュエータと扉の間に、圧力を感知するセンサをセット
して、挟まって人に力が加わる前に、エア遮断し大気開放で、挟まれて力が加わる前に止める。
いうまでもなく、扉の開閉はできるだけ負荷の掛からない機構と部品選定が前提ですがね。

薄い板による面圧上昇で、小さな力でも指が飛ぶような、小さなケース処理は、

樹脂等を装飾等で被せ、面圧も上昇させ、回避できるので、大きな仕様を先ずは詰めましょうよ。

回答No.5

noname#230359

たぶん、安全性を考えて、衝撃力に行っていると思う。

衝突なので2物体。扉と人体。

扉の運動エネルギー（質量と速度）
扉の駆動力（空気圧）
衝撃力に変換するための時間（ないし加速度）
ここまで基本。

人体の運動エネルギー（質量と速度）
人体の駆動力
衝撃力に変換するための時間（ないし加速度）

扉と人体との関係：安全距離

衝撃緩和機能（扉）：形状、材質、速度制御、停止機構
衝撃緩和機能（人体）：骨格、筋肉、皮膚及び着衣。

加速度計をいろんなところにつけるくらいなら、ハイスピードカメラと画像解析。

たぶん、人体への影響を見るのが目的なら、FEMとかのモデルが必要。
FEM構築の人体含めた膨大なデータが必要。

回答No.4

noname#230359

測定は加速度センサー

簡易的にやるなら
iphoneをガムテで固定して
測定

https://itunes.apple.com/jp/app/jia-su-du-jairosukopu-ci-lisensaroga/id448070865?mt=8

便利になったものだ

ちなみに計算で出そうと思ったら

シリンダーが伸び続ける速度は等速(スピコン)で現場で調節

ぶつかった瞬間からシリンダー圧力で
ぶつかった相手がたわみ切る切る時間＝エアーの流速　＋　圧力　＋　シリンダー径　＋　流量で決まる

けど
現場での不確定要素が多すぎて計算できないと思う

心配ならショックアブソーバをつけたほうが吉

回答No.3

noname#230359

衝撃力の測定については、物理の力学でも、機械工学の力学でも、単位が少し異なるが、
“力積”にて説明がなされ、計算をします。

力積の基本原理は、エネルギーが１秒以下で相手に伝わる場合に、力が大きくなり、
衝撃値として扱われることになります。
0.2秒なら5倍に、0.02秒なら50倍にと、掛かる秒数で割る計算となります。

さて、昔はそれを経験値として捉えていましたが、今は計測が可能です。
例えば、プッシュプルゲージのブッシュ側に測定物をぶつけて、計測針が実計測値とMax計測値
が測れるタイプならば、Max計測値が残るので簡易的に測定できることになります。
また、歪みゲージを使用して、圧縮力を縮み代として計測し、弾性係数で力に換算する
やり方があります。

当該の仕様では、人と同じ弾性係数を設定し、例えば筋肉部の弾性係数と幅を設定し、
骨も同様にして、骨に計測ゲージをセットすると可能と考えます。

参考URL：

http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc12/HIT/html/rikigaku/pdf/Chapter-8.pdf http://examist.jp/physics/mechanics/undouryou

回答No.2

noname#230359

荷重の付加時間がどれぐらいかで対応が違ってきます。

電車ドア開閉の挟み検知はゴム空洞に気圧センサを仕込む。
　　https://www.jreast.co.jp/development/tech/pdf_29/Tech-29-39-42.pdf
　　3.2　戸先ゴムの内圧変化による戸挟み検知
各社様々な方式を電鉄会社に提案し採用されれば安定需要。応答時間はｺﾝﾏ秒あればよく、サイズの工夫を要するがバネ秤位でよい。
規格基準は電鉄会社別か公的統一なのか、何かあると思います。

骨が影響する指詰めはかなり衝撃的。
　　自動車のドアに挟む事故
　　http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20060110_1g.pdf
　　ダミー人形を用いた試験

車の衝突テストは衝撃センサ（加速度計）を仕込む。
　　http://www.jasti.co.jp/product/dummy.html
　　センサーは加速度計で頭・胸・腰、荷重計は首上下・下肢上下、変位計が胸と、基本的に
　　衝突試験の際に必要な部位に搭載可能なように設計されております

挟まれる部位と同じ軟らかさのダミー人形にセンサを仕込んで測る。指のように小さくなるほどセンサの選び方が難しくなるでしょう。

衝撃力とは変位を微分した加速度でいうが、扉に人が挟まった時はそれでは表しにくいです。
何ミリ押されるか、押されて人体がどう歪むかなどの強弱で表され、その時間が0.1秒、1秒、10秒ぐらいはダメージは変わらない（1分、1時間となると出血と精神ダメージ？）
したがってセンサーは加速度でなく変位および荷重。

車の衝突、人間の墜落、物体落下は加速度がモロ効きすることとの違いです。

回答No.1

noname#230359

どんな回路で駆動させているか判りませんが、ドアの速度・質量とドア端の緩衝材の特性でしょうか。

しかし、基本的にドアの質量が大きいと危険です。ドア端部にセンサーを取り付け、接触を感知した瞬間にドアの緩衝材が有効な間に開動作に切り替えられる程度の速度動かすのが基本だと思います。

昔工場の扉開閉で変な空気圧回路が組まれていて、死にそうな思いをした記憶があります。空気圧回路についても不規則な挙動が起きないように十分配慮して下さいね。