宇宙航空環境医学 Vol. 46, No. 4, 102, 2009

一般演題

30.　乗物の快適さに身体と視野の振動が与える影響

増田　修¹，河合　俊岳²，井須　尚紀¹

¹三重大学大学院 工学研究科 ²株式会社本田技術研究所　四輪開発センター

Effects of somatic and visual vibrations on the comfort of vehicles

Osamu Masuda¹, Toshitake Kawai², Naoki Isu¹

¹Faculty of Engineering, Mie University
²Honda R ＆ D Co., Ltd. Automobile R ＆ D Cente

　一般に乗物に乗ると，一直線に前進している場合でも ロールやピッチ回転が複合した複雑な非周期的振動を生 じる。乗物の揺れは，一般に乗り心地を低下させる要因 となるが，一方，心地良い眠気を誘う刺激ともなる。本 研究では，身体や視野に加わる非周期的振動において， 振動の回転軸方向の変動や身体-視野振動間の時間差が乗 り心地にどのように影響するかを検討した。
　健常な被験者29 名をモーションベースに座らせて，ロー ル軸とピッチ軸まわりに5 種類のパワー比（4 : 0, 3 : 1, 2 : 2, 1 : 3, 0 : 4）で非周期的に振動させ，88°×40°の視野 に，時速60 km で直進する自動車の運転席からの見えを 模擬した三次元コンピュータグラフィクス映像を両眼立 体視により呈示した。また，自動車のサスペンション特 性を考慮して，自動車内部の映像の振動を身体振動より も5 種類の時間差（0.0 s, 0.2 s, 0.4 s, 0.6 s, および無相関） で先行させた。時間差を付ける条件では，振動のパワー 比は2 : 2 で固定とした。白色雑音を2 次の共振フィルタ に通すことにより，非周期的振動信号を生成した。この 共振周波数は，1 Hz 以下の場合（低周波数）と，1〜2 Hz の場合（高周波数）の2 通りとした。連続する2 試行間 で「乗り心地」および「揺れの強さ感覚」をScheffé の一 対比較法で被験者に応答させ，範疇判断則および比較判 断則に従って距離尺度を構成した。1 試行の刺激時間は 45 s とし，2,160 回の比較を実施した。本研究における実 験は，三重大学大学院工学研究科実験倫理委員会の承認 の下に実施した。
　結果は，一貫して高周波数振動よりも低周波数振動の 方が，また単独軸振動よりも複合軸振動の方が感じられ る揺れが小さく，乗り心地が良かった。視野の振動と身 体の振動の間の時間差は乗り心地に影響しなかった。乗 り心地と揺れの強さ感覚との間には強い負の相関があり， 周波数にかかわらず，揺れが強いほど乗り心地が悪かっ た。
　本実験では，ロールおよびピッチ回転の角速度の二乗 和が等しくなるように刺激の大きさを与えた。これは， 本実験の周波数範囲では，半規管出力は角速度に比例し ているためである。実験結果では，刺激の角速度が同じ であっても，高周波数の方が，揺れの強さは強く感じら れた。周波数が高いと，同じ角速度でも角加速度が大き くなるので，揺れの強さ感覚には角加速度も関与してい ることが考えられる。一方，頭部の振動特性を考えると， 立位または坐位においては，3 Hz, 10 Hz に共振周波数を 持つことが知られている。このため，低周波数よりも高 周波数の方が頭部振動の利得が大きく，揺れの感覚が強 まったと考えられる。さて，単独軸振動よりも複合軸振 動において揺れが弱く感じられる結果が得られた。複合 振動の角速度は，各軸の角速度のベクトル和となり，2 軸 の角速度は独立に与えられているので，両者のピークが 時間的に一致することは滅多に起こらない。このため， 短時間内での角速度の最大値は，複合振動の方が単独振 動よりも小さくなる。揺れの強さ感覚は，揺れ全体の実 効値よりも，揺れの瞬時の最大値により強く影響される と考えると，本実験の結果を説明できる。