自動車設計の要！2次元・3次元マネキンとは？
車を知りたい
先生、「2次元マネキン」と「3次元マネキン」の違いがよく分かりません。どちらも人間の体の形を表しているんですよね？
自動車研究家
いい質問だね！確かにどちらも人間の体格を元に作られた模型だけど、その表現方法が違うんだ。2次元マネキンは、例えば横から見た体のシルエットを単純な線で表したものなんだよ。身長や腕の長さなどが分かるようになっているね。
車を知りたい
なるほど。じゃあ、3次元マネキンは立体的に作られているんですか？
自動車研究家
その通り！3次元マネキンは、人体を立体的に再現していて、奥行きや体の厚みまで表現されているんだ。だから、実際に人が座った時の姿勢や、ハンドル操作のしやすさなどを確認するのに役立つんだよ。
2次元マネキン、3次元マネキンとは。
自動車の設計に使われる「2次元マネキン」「3次元マネキン」とは、様々な体格の人に対応できるよう、国ごとに決められた規格サイズに基づいた人体模型や模式図のことです。
例えば、AM95はアメリカ人男性の95%、JF90は日本人男性の90%、JF10は日本人女性の10%をカバーしており、小柄な人から順にその体格を満たすよう設計されています。
これらのマネキンは、AM/AFはSAE規格、JM/JFは日本独自の規格に基づいており、側面のシルエットを簡略化したものが2次元マネキン、着座姿勢で体重がかかる部分を考慮して立体的にしたものが3次元マネキンと呼ばれています。
自動車開発におけるマネキンの役割
自動車開発において、安全性や快適性を追求する上で欠かせない存在であるマネキン。一見すると単なる人形のようにも思えますが、そこには人間の形状や関節の動きを緻密に再現するための高度な技術が詰め込まれています。
自動車開発の初期段階では、設計図面上で2次元マネキンを用いて、乗員の配置や視界、操作性などを検討します。そして、試作車を用いた実車実験の段階では、3次元マネキンが衝突安全性や乗員の挙動を評価するために活用されます。
このように、マネキンは開発のあらゆる段階で重要な役割を担い、私たちが安全で快適なドライブを楽しめる車づくりを支えているのです。
2次元マネキン：AM85、JM85、JF10とは？
自動車の設計において、人間工学に基づいた快適な車内空間作りは非常に重要です。そのために欠かせないのが、人間の体格や姿勢を模したマネキンです。2次元マネキンは、正面図や側面図などの平面的な図面上で、人間が運転席や後部座席に座った際の姿勢や視界、操作性などを検討するために使用されます。
日本で自動車設計に用いられる代表的な2次元マネキンとして、AM85、JM85、JF10などが挙げられます。AM85は、平均的な体格の成人男性をモデルにしたマネキンで、長年多くの自動車メーカーで使用されてきました。JM85は、AM85を基に日本人体型に合わせて改良されたマネキンです。一方、JF10は、近年増加傾向にある、身長の高い成人男性をモデルにしたマネキンで、より広範囲な体格のドライバーを想定した設計に役立ちます。
これらの2次元マネキンは、それぞれ異なる体格や特徴を反映して作成されており、設計者は開発する自動車のターゲットやコンセプトに合わせて最適なマネキンを選択し、人間中心設計に基づいた快適で安全な車作りを目指します。
3次元マネキン：人体寸法をよりリアルに
2次元マネキンが平面的な形状表現であるのに対し、3次元マネキンは奥行きや体積を持った立体的な形状で表現されます。これにより、より実際の人間の身体に近い形で設計に反映させることが可能になります。例えば、シートに座った際の太ももの圧迫感や、ハンドル操作時の腕の可動範囲などを、より正確にシミュレーションすることができます。
また、3次元マネキンは様々な体型や姿勢を再現することも可能です。従来の平均的な体型のマネキンだけでなく、体格の大きな人や小さな人、高齢者や妊婦など、様々な体型を想定した設計が可能になります。さらに、歩行や乗り降りなど、様々な姿勢を再現することで、より現実に近い状況下での使いやすさを検証することができます。
各国規格とマネキン：日本・アメリカ・ヨーロッパの例
自動車の安全性や快適性を評価する上で欠かせないのが、人体を模したマネキンです。衝突時の乗員の挙動や、車内の居住性などを評価するために、様々な規格のマネキンが開発・使用されています。ここでは、日本・アメリカ・ヨーロッパの規格と、代表的なマネキンの例を見ていきましょう。
日本では、JISD0201という規格で自動車用ダミー（マネキン）が規定されています。衝突安全性試験に用いられるダミーとしては、男性を模した「Hybrid III」などが挙げられます。
アメリカでは、FMVSS（Federal Motor Vehicle Safety Standards）という連邦自動車安全基準があり、その中でマネキンに関する規定も定められています。衝突安全性試験には「Hybrid III」ファミリーのダミーが広く使われています。
ヨーロッパでは、ECE規則（Economic Commission for Europe Regulations）という枠組みの中で自動車に関する安全基準が定められており、マネキンについても規定があります。衝突安全性試験には「WorldSID」などが使用されています。
このように、国や地域によって規格や使用されるマネキンは異なります。自動車メーカーは、それぞれの規格に対応した試験を実施することで、世界中のユーザーに安全な自動車を提供することに努めているのです。
マネキンがもたらす快適性と安全性の向上
自動車の設計において、ただ走行性能やデザインを追求するだけでは、本当に良い車とは言えません。乗る人にとっての快適性、そして万が一の事故における安全性も、非常に重要です。しかし、これらの要素を向上させるためには、人間の体の構造や動きを深く理解する必要があります。そこで活躍するのが、2次元、そして3次元で表現されたマネキンです。
従来の設計プロセスでは、人間の感覚に頼った試行錯誤が繰り返されてきました。しかし、マネキンを使うことで、より正確に人間の動きや体格をシミュレートすることが可能になります。例えば、シートの形状や材質を検討する際に、マネキンを用いることで、様々な体格の人が座った際のフィット感や、長時間の運転における疲労の度合いを予測することができます。
さらに、衝突安全性を評価する際にも、マネキンは重要な役割を担います。衝突時の衝撃が人体に与える影響を分析することで、エアバッグの展開タイミングやシートベルトの強度などを最適化し、乗員の安全を最大限に確保することができるのです。
このように、2次元・3次元マネキンは、自動車開発における快適性と安全性の向上に大きく貢献しています。そして、その技術は日々進化し続けており、より人間に近い形でシミュレーションできるようになっています。将来的には、自動運転技術など、新たなモビリティ社会の実現にも、マネキン技術が重要な役割を果たすことになるでしょう。