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4. 調査研究の概要
救命胴衣の水中性能を評価するダミーの製作にあたり、寸法及び形状を人体と類似のものにするだけではなく、各部の容積及び質量も人体と同様にする必要がある。また、主要部の関節は、人体と同様の範囲で可動させる必要があると考えた。
幼児（1歳から6歳程度）に関する主要な人体計測値は、文献により入手可能であるが、容積、重心等の詳細な計測値は文献では見あたらないため、今回、それらを測定するため、幼児の人体計測を計画した。
ダミーにより浮遊性能を評価するためには、本来、人体被験者による浮遊状況との比較が必要であるが、上記のように幼児被験者を用いた完全な浮遊試験は困難である。ここでは可能な範囲で幼児被験者による浮遊試験を計画し、本来の浮遊状況を推定することとした。この場合、性能の異なる幾つかの試験用救命胴衣を製作し、被験者による結果とダミーによる結果に同様の傾向が現れるかどうかにより、ダミーによる性能評価方法を検討することとした。
また、本文中のダミーについては、1歳ダミーは1歳以上2歳未満、2歳ダミーは2歳以上3歳未満、3歳ダミーは3歳以上4歳未満のダミーをいう。
なお、幼児ダミーの製作手順としては、被験者の確保が比較的容易な3歳幼児ダミーを初年度に行い、製作見通しが出来てから1歳幼児ダミー、2歳幼児ダミーの製作という手順を採用した。
調査研究のフローを図1に示す。
図1 調査研究のフロー
調査した文献を表1に示す。この中で、工業技術院のデータ（文献1）は、やや測定年次は古いが、比較的多項目にわたるデータが記載され、また、被験者は、全国各地からサンプリングされている。最近の測定値では厚生労働省による乳幼児身体発育調査からの身長、体重等のデータ（文献2）が利用できる。身長、体重についてそれらのデータ比較を行った所、測定年次による大きな差異はないと判断されるため、工業技術院のデータを基本数値に使用した。これ以外に、最近は3次元の人体形状測定（文献3）が行われており、断面形状の参考として男子7歳児のデータを利用した。
（1）保育園における測定
平成14年7月、保育園の協力を得て、約1歳から6歳まで合計115名の人体測定を実施した。下着のみを着用した被験者を5cm角の格子目盛りを表示した背景板の前に立たせ、立位における正面及び右側面、また座位における肘を曲げた状態で右側面から写真撮影を行い、人体形状及び手足関節の回転中心に関するデータを得た。さらに体重・重心測定装置を用い、被験者の体重及び重心高さを測定した。測定方法等を表2に示す。
（2）製品安全評価センターにおける測定
平成14年8月、3歳から6歳の乳幼児計16名について、製品安全評価センターにおいて人体計測を行った。
保育園における測定と同様な写真撮影及び体重・重心測定に加え、人体各部の容積を測定するため水中重量を測定した。水中重量測定装置のかごに乗せた被験者（水着のみ着用）を水槽に沈めた時の重量を測定し、かごの重量を補正することでくるぶし、膝、股下、臍、脇下、肩及びあごまでの容積を計測した。測定方法等を表3に示す。
（1）身長・体重について
保育園における測定被験者のリストを表4及び表5に示す。また製品安全評価センターにおける被験者のリストを表6に示す。今回測定された被験者の身長及び体重の分布について、厚生労働省の2000年における乳幼児発育調査のデータと比較すると、図2及び図3に示されるように3パーセンタイルから97パーセンタイルをカバーする幅広いデータが採取されたことが示されている。
（2）身長に対する重心高さ比率について
乳幼児は成人に比べて頭部の比率が大きく、全身の重心位置も異なると考えられる。今回測定された重心高さは、臥位における足底からの高さであるが、測定時にほとんどの場合、かかとが基準板に正しく接触せずに、1cm程度離れていた状況が観察された。
ずれた分だけ測定値に誤差が含まれていると判断し1cmの補正を行った。
また、身長については、一般的に立位と臥位とで異なると言われおり、文献1によれば1歳から3歳に対する立位身長及び臥位身長の差は8mm〜15mm程度臥位のほうが大きくなっている。ここではそれらの差を1cmと仮定し、身長に対する重心比率算出にあたり、立位写真より読みとった身長に1cmを加えることにより臥位の身長とした。
推定された臥位身長に対する重心高さの比率を表4〜6に示す。また、年齢に対する重心比率を図4に示す。これによると1歳から6歳の範囲では年齢に応じた比率の変化は見られず、平均で約57%である。
文献4によれば成人の重心高さ（臥位）は男性で56.0%、女性で55.3%といわれており、乳幼児の重心高さは成人と比べ、わずかに高い程度と推定される。
（3）各部の容積、各部の長さ等について
各部位まで水中に浸漬した時の重量から推定した各部の容積を表7に示す。また、これらの結果の中から3歳ダミーに近い体型を持つ被験者5名を選定し、各部の容積比率を算出した。この場合、頭部の容積については計測ができなかったため、各被験者の各部の比重を1と仮定した場合の全身容積から、あごまでの容積を引いたものを頭部容積とした。結果を表8に示す。手足の長さ、各関節の高さについても同様に、身長に対する比率について5名の平均値を算出しダミー設計時の目標値とした。
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