人体に酷似した人工ボディ及びその製造方法
【課題】 人体の脂肪組織に富む部分に相当する隆起部だけでなく、その奥部に位置する骨格及び周辺肉質部の硬さ、弾力性、形状も人体に酷似した人工ボディの提供。
【解決手段】 人体骨格の一部又は全体に類似した外形を有する骨格模型２の外面を、弾力性及び伸縮性のある素材より成る肉質部３で被覆し、肉質部３に局所的に空洞７を形成し、空洞７に肉質部３より軟質の充填材４を充填して乳房部６等の隆起部を形成してある。
【解決手段】 人体骨格の一部又は全体に類似した外形を有する骨格模型２の外面を、弾力性及び伸縮性のある素材より成る肉質部３で被覆し、肉質部３に局所的に空洞７を形成し、空洞７に肉質部３より軟質の充填材４を充填して乳房部６等の隆起部を形成してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体に酷似した人工ボディ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脂肪組織に富む肉質層を有する部分を、硬さの異なる素材層を積層して形成し、洋服や下着類を着用させたとき動きがある柔構造人体模型が提案されている（特許文献１参照）。
上記従来の人体模型は、ブラジャー、ガードルのように、身体形状の補整効果や、厳密なフィット感が要求される衣服を着用させ、皮膚に食い込まないか、各部のサイズが合っているか、皺や攣れが生じないか、ボディラインが適切に補整されるか等のチェックを行うことを目的としている。
【０００３】
しかし、この人体模型は、脂肪組織に富む肉質層に相当する部分が、均質で単純な形状の模型本体に接着されているので、脂肪組織部分の周辺の柔軟性及び動きが人体と異なるばかりか、人体骨格に類似した硬さ・形状の骨格も有していない。
従って、フィッティングチェックを行っても、人体骨格の位置及び硬さで肉質層の変形を規制することができず、例えば、ブラジャーの下縁部が、乳房部下方において、肋骨とその表面に付着した肉質部に対して食い込む度合い、或いは、衣類ウェスト部分と腰骨との位置関係等をチェックすることができなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７０８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、人体の脂肪組織に富む部分に相当する隆起部だけでなく、その奥に位置する骨格及び周辺肉質部の弾力性、硬さ、形状も人体に酷似した人工ボディ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の人工ボディは、人体骨格の一部又は全体に類似した外形を有する骨格模型の外面を、弾力性及び伸縮性のある素材より成る肉質部で被覆し、前記肉質部に空洞を形成し、該空洞に前記肉質部より軟質の充填材を充填して隆起部を形成してある。
上半身の人工ボディであれば、前記隆起部を乳房部とする。
また、下半身を含む人工ボディであれば、前記隆起部を臀部としても良い。この場合、前記隆起部を腹部とすることもある。
【０００７】
前記骨格模型は中空であり、該骨格模型に複数の貫通孔を形成して、内部骨格の内部空間と外面とを連通し、これら貫通孔を通して前記骨格模型の内部空間に前記肉質部の素材を充填しても良い。
前記空洞の上方において、前記骨格模型に補強シートの上部を固定し、該補強シートの下部を前記空洞の周面に配設して、前記充填材を支持すると良い。
或いは、重力による隆起部の下垂分に相当する高さだけ、前記隆起部を人体よりも上方に形成する。
【０００８】
本発明の人工ボディの製造方法は、外形が人体骨格の一部又は全体に類似した中空の骨格模型を形成し、該骨格模型に複数の貫通孔を形成して、前記骨格模型の内部空間と外面とを連通させ、人体外形の一部又は全体に対応する外形型を形成し、次に、前記骨格模型を前記外形型内にその内面から間隔をあけて設置し、人体の脂肪組織が多い部位に対応して、前記外形型と骨格模型との間に中子を設置すると共に、前記外形型に取り付けた支持棒によって前記中子を前記外形型及び骨格模型から隙間をあけて支持し、次いで、前記外形型の内部に弾力性及び伸縮性のある素材を溶解状態で注入し、この素材が硬化して肉質部が形成されてから前記外形型及び支持棒を取り除き、該支持棒が貫通して形成された前記肉質部の孔を通して、前記中子を取り出すことにより、前記肉質部に空洞を形成し、その後、前記肉質部より軟質の充填材を、前記孔を通して前記空洞に充填して隆起部を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至４に係る発明によれば、人体の脂肪組織に富む部分に相当する隆起部とその周辺部分の形状、弾力性、伸縮性、質感が人体に類似しているだけでなく、その奥に位置する骨格の硬さ及び形状も人体に近いので、視覚、触覚において、より人体に近似した人工ボディが得られる。
特に、ブラジャー、ガードルのようなフィット感が要求される衣服のフィッティングチェックに適しており、人体を用いた時と同様に、製品が身体に食い込まないか、適切にフィットしているか、十分な補整効果があるか、攣れや皺が生じないか等のチェックを行うことができる。
【００１０】
請求項５に係る発明によれば、肉質部が骨格模型に強固に結合され、剥がれ落ちることが無い。
請求項６及び７に係る発明によれば、充填材が時間経過によって下垂し、要求された形状から大きく変形するのを防ぐことができる。
請求項８に係る発明によれば、骨格部分、肉質部及び脂肪組織に富む隆起部の形状、質感、弾力性が人体と酷似しており、耐久性のある人工ボディを、簡単に低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、頚から腰までの範囲で、主としてブラジャーのフィッティングに使用する上半身の人工ボディである実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、人工ボディの断面図、図２は、人工ボディの一部破断斜視図、図３は、骨格模型の正面図、図４乃至図６は、人工ボディの製造過程を示す図である。
図１に示すように、本発明の人工ボディ１は、人体の腰部から頚部までの、腕の付け根部を含む外形と酷似した形状に形成されており、骨格模型２と、肉質部３と、充填材４とを備える。
【００１２】
骨格模型２は、硬質ポリウレタン、硬質シリコーン、粘土、アルギン酸等の比較的硬い素材より成り、図３に示すように、その外形が上半身の人体骨格（特に肋骨、鎖骨）と類似するよう形成されている。
また、骨格模型２の内部には支柱９が配設され、支柱９よりも前面側及び後面側にそれぞれ内部空間１４が形成される。
支柱９は、剛性の高い金属棒材、例えば、３５ｍｍ角のステンレス製角材より成り、骨格模型２の中心軸に沿う縦枠９ａと、骨格模型２の肩部に配置される上部横枠９ｂと、腰部に配置される下部横枠９ｃとを組み立てると共に、縦枠９ａの下部に台座９ｄを設けて形成する。
【００１３】
縦枠９ａの上端部と台座９ｄよりも下方の部分、及び、下部横枠９ｃの両端部は骨格模型２の外方へ突出しており、この部分は分離可能となっている。
また、骨格模型２には複数の貫通孔５が全面に分散して形成され、骨格模型２の外面と内部空間１４とが貫通孔５によって連通している。
なお、貫通孔５を形成する場所は、肉厚の薄い部分、例えば、肋骨の隙間に相当する部分等が適している。
【００１４】
肉質部３は、スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂、ラテックス等の弾力性及び伸縮性を有する素材より成る。スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂とは、Ｓ−ＥＳ−Ｓ型のスチレンブロックコポリマーであり、ＦＴＹ−１００Ｄ（クラレトレーディング株式会社製）等がある。
肉質部３の厚みは全体に亘って均一ではなく、フィッティングの基準となる標準サイズの人体と近似するよう、各部位毎に調整され、図２に示すように、肉質部３の外形は人体の上半身の外形に類似している。なお、肉質部３は、人体とほぼ同色になるよう彩色してある。
また、図１に示すように、乳房部６に相当する部分において、肉質部３の内部には局所的に空洞７を形成してある。空洞７の形状は、乳房部６と相似形でやや小さい略円錐状とする。
【００１５】
充填材４は、人間の肉質とほぼ同じ比重、弾力性を有し、肉質部３よりも軟質の素材、望ましくは、ゲル状のシリコーンやポリビニルアルコール、澱粉等より成り、肉質部３に形成した空洞７内に充填されて、乳房部６を隆起させている。
当然、空洞７に充填する充填材４が多ければ乳房部６が大きくなり、少なければ乳房部６が小さくなる。
充填された充填材４が軽くて、その表面を覆う肉質部３の伸縮性が比較的小さい場合には、充填材４をその位置で支えることができるが、充填材４が重くて、肉質部３の伸縮性が大きい場合には、時間経過と共に充填材４が下垂して、乳房部６の形状が変化してしまう。
これではフィッティングチェックを行うことができないので、ガーゼのような伸縮しにくい補強シート１１の下部を略円形に湾曲させ、これを空洞７の周面に配設し、補強シート１１の上端部を空洞７の上方において骨格模型２に固定する。そして、補強シート１１の下部に充填材４を収納すると、充填材４が骨格模型２から吊り下げられて、その下垂を防ぐことができる。
【００１６】
本発明の人工ボディ１は、次のようにして製造する。
フィッティング基準となる人の上半身の外形をスキャンして、上半身外形のＣＡＤデータを得る。該ＣＡＤデータに基づいて繊維補強プラスチック、石膏等で人体原型１６（図４）を製作する。
次いで、人体原型１６の外面にシリコーン樹脂を複数層に亘って塗布すると共に、シリコーン樹脂の層間に電熱線を均一に分布させ、電熱層線を内蔵したシリコーン樹脂被膜１７を形成する。
【００１７】
さらに、シリコーン樹脂被膜１７の外面に金属繊維で補強したコンクリートを付着させ、コンクリートが硬化したら人体原型を除去して、コンクリート製の外形型８を形成する。外形型８の内面には電熱線入りのシリコーン樹脂被膜１７が形成される。
外形型８は、前面型８ａと後面型８ｂとから成り、それぞれ人体原型１６の前面及び後面にコンクリートを付着させて別々に製作される。
なお、前面型８ａ及び後面型８ｂの接合面には、縦枠９ａ及び下部横枠９ｃの骨格模型２から突出した部分を係合するための凹部を形成し、後面型８ｂには樹脂注入口１０を形成する。
【００１８】
また、上半身の人体骨格に類似した骨格模型２を製作する。骨格模型２の製作に際して使用する骨格型も、人体原型１６製作時と同じモデルから製作するのが望ましいが、放射線被曝等の問題があるので、実在のモデルを使用せず、同じ様なサイズの骨格標本に基づいて骨格型を形成する。
骨格型は前面側の型と後面側の型とから成り、両方の型の継ぎ目を含む面に予め支柱９を配置してから、内部に硬質シリコーン、硬質ポリウレタン等の硬質合成樹脂を溶解状態で流し込み、硬化後に型から取り出す。
【００１９】
図３に示すように、取り出した骨格模型２からは、縦枠９ａの上端部及び台座９ｄよりも下方の部分と、下部横枠９ｃの両端部が外部へ突出している。
次いで、図１に示すように、骨格模型２をくり抜いてその前面側及び後面側にそれぞれ内部空間１４を形成すると共に、図１及び図３に示すように、骨格模型２の全面（特に、肉厚の薄い肋骨の隙間等）に、複数の貫通孔５を形成し、骨格模型２の外面と内部空間１４とを貫通孔５を介して連通させる。
【００２０】
図５に示すように、前面型８ａの両側部において、乳頭部に相当する部分の内面には支持棒１２を立設し、支持棒１２の上端にそれぞれ中子１３を嵌合して取り付ける。中子１３の形状は、支持棒１２への取付部分を頂部とする略円錐形である。
次に、外形型８の内部に骨格模型２を設置する。外形型８は前面型８ａと後面型８ｂとに分離しているので、前面型８ａの凹部に支柱９を係合して、前面型８ａの内部に骨格模型２を架設してから、骨格模型２の上に後面型８ｂを被せる。
【００２１】
すると、外形型８の内面と骨格模型２の外面との間には、各部位の肉質部３の肉厚に相当する隙間が形成される。また、中子１３は、骨格模型２の外面及び外形型８の内面から隙間をあけて支持される。
なお、下部を円形に湾曲させた補強シート１１の下部を円形に湾曲させ、この湾曲させた部分をそれぞれ中子１３の下部外面に巻き付けて留め具で固定し、補強シート１１の上部を骨格模型２の肋骨部分上部に形成した貫通孔５へ挿入して背面側へ通し、結束等の適宜手段により骨格模型２へ固定しておく。
【００２２】
次に、外形型８のシリコーン樹脂被膜１７に分布した電熱線に通電して８０℃〜１００℃に加温した後、１８０℃〜２００℃に加熱して溶解したスチレン系熱可塑性エラストマー樹脂を、樹脂注入口１０を通して外形型８の内部に注入し、一昼夜程度放置してこれを硬化させる。スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂は、貫通孔５を通して骨格模型２の内部空間１４にも充填される。
なお、スチレン系エラストマー樹脂には、予め顔料が混入され、人体のような色に着色されている。
これにより、骨格模型２の外面が肉質部３で被覆され、肉質部３は内部空間１４にも連続して、骨格模型２から外れないよう強固に保持される。
【００２３】
次いで、前面型８ａと後面型８ｂとを分解して外形型８を除去する。この時、支持棒１２も外形型８と一緒に取り外され、乳頭部に相当する位置において、支持棒１２を抜いた後には肉質部３の外面から中子１３に達する孔１５が形成される。
その後、図６に示すように、孔１５の部分を弾性変形させて拡開し、拡開した孔１５を通して中子１３を抜き取ると、肉質部３に局所的な空洞７が形成される。補強シート１１は、スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂が含浸することにより、中子１３を抜いた後も空洞７の周面に貼り付いて残る。
【００２４】
次に、肉質部３に形成された空洞７へ、孔１５を通して充填材４を充填し、乳房部６を隆起させる。
充填材４は補強シート１１の円形に湾曲した部分へ収納され、骨格模型２から吊り下げられる。
次に、孔１５を塞いで、充填材４が脱出しないようにする。
また、肉質部３から外方へ突出した縦枠９ａの上下端部及び下部横枠９ｃの両端部を分離して除去し、除去したあとに残る窪みに、肉質部３と同質の合成樹脂（スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂）を充填して平らにし、図１に示すような人体に酷似した人工ボディ１を形成する。
【００２５】
この人工ボディ１は、下面に露出した台座９ｄを介して適宜設置場所に取り付けることができる。
フィッティングの基準となるサイズとは、様々なサイズのちょうど中間の寸法とするのが望ましく、ブラジャーであれば通常Ｂ７５、Ｃ７０程度である。このようなサイズの人工ボディを形成しておけば、フィッティングを行って該中間サイズのパターンの確定を行った後、コンピュータＣＡＤを用いて大小両方向へ寸法を展開した時に、ひずみが少なくて済む。勿論、各サイズ、対応年齢に応じた人工ボディをそれぞれ製造することも可能である。
【００２６】
なお、補強シート１１を用いずに、乳房部６の下垂による変形分を予め補正しておくこともできる。
まず、補強シート１１で充填材４を吊り下げることなく、その他の構成は上記実施形態と同様の、乳房部を有する人工ボディを形成する。できあがった人工ボディを直立させると、充填材４の重さで乳房部が下垂する。
人工ボディの下垂した乳房部と、モデルとなった人の乳房とを比較し、下垂分を計測する。
【００２７】
そして、計測した下垂分を見込んで、人の外形をスキャンして得たＣＡＤデータを補正し、補正したＣＡＤデータに基づいて、乳房部分を要求される位置よりも上方に設けた人体原型１６を形成する。
その後、図４乃至図６に示す実施形態と同様にして人工ボディ１を製造する。
この人工ボディ１は、重力による乳房部６の下垂分に相当する高さだけ、乳房部６をモデルとなった人の乳房よりも上方に形成してあるため、直立させると乳房部６がモデルの乳房と同じ位置まで下がる。
【００２８】
なお、肉質部３の素材によって、外形型８内に注入した後、熱処理を必要としない場合には、外形型８に分布した電熱線は不要である。
また、下半身又は全身の人体ボディであれば、上記実施形態と同様にして、下半身又は全身に類似した骨格模型を形成すると共に、その外面を肉質部で被覆し、肉質部の脂肪組織に富む臀部及び腹部に相当する部分に空洞を形成し、この空洞に充填材を充填して、臀部及び腹部となる隆起部を形成することができる。この場合、骨格模型内に設置する支柱は、骨格模型の形状に応じて変形させる。
上述した実施形態では、ブラジャー等のフィッティングチェックに適用した人工ボディについて説明したが、本発明は、視覚、触覚において人体と類似するものであるから、人形、人造人体等にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態を示す人工ボディの断面図。
【図２】本発明の実施形態を示す人工ボディの斜視図。
【図３】骨格模型の正面図。
【図４】人工ボディの製造過程の第１段階を示す断面図。
【図５】人工ボディの製造過程の第２段階を示す断面図。
【図６】人工ボディの製造過程の第３段階を示す断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１ 人工ボディ
２ 骨格模型
３ 肉質部
４ 充填材
５ 貫通孔
６ 乳房部
７ 空洞
８ 外形型
８ａ 前面型
８ｂ 後面型
９ 支柱
９ａ 縦枠
９ｂ 上部横枠
９ｃ 下部横枠
９ｄ 台座
１０ 樹脂注入口
１１ 補強シート
１２ 支持棒
１３ 中子
１４ 内部空間
１５ 孔
１６ 人体原型
１７ シリコーン樹脂被膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体に酷似した人工ボディ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脂肪組織に富む肉質層を有する部分を、硬さの異なる素材層を積層して形成し、洋服や下着類を着用させたとき動きがある柔構造人体模型が提案されている（特許文献１参照）。
上記従来の人体模型は、ブラジャー、ガードルのように、身体形状の補整効果や、厳密なフィット感が要求される衣服を着用させ、皮膚に食い込まないか、各部のサイズが合っているか、皺や攣れが生じないか、ボディラインが適切に補整されるか等のチェックを行うことを目的としている。
【０００３】
しかし、この人体模型は、脂肪組織に富む肉質層に相当する部分が、均質で単純な形状の模型本体に接着されているので、脂肪組織部分の周辺の柔軟性及び動きが人体と異なるばかりか、人体骨格に類似した硬さ・形状の骨格も有していない。
従って、フィッティングチェックを行っても、人体骨格の位置及び硬さで肉質層の変形を規制することができず、例えば、ブラジャーの下縁部が、乳房部下方において、肋骨とその表面に付着した肉質部に対して食い込む度合い、或いは、衣類ウェスト部分と腰骨との位置関係等をチェックすることができなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７０８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、人体の脂肪組織に富む部分に相当する隆起部だけでなく、その奥に位置する骨格及び周辺肉質部の弾力性、硬さ、形状も人体に酷似した人工ボディ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の人工ボディは、人体骨格の一部又は全体に類似した外形を有する骨格模型の外面を、弾力性及び伸縮性のある素材より成る肉質部で被覆し、前記肉質部に空洞を形成し、該空洞に前記肉質部より軟質の充填材を充填して隆起部を形成してある。
上半身の人工ボディであれば、前記隆起部を乳房部とする。
また、下半身を含む人工ボディであれば、前記隆起部を臀部としても良い。この場合、前記隆起部を腹部とすることもある。
【０００７】
前記骨格模型は中空であり、該骨格模型に複数の貫通孔を形成して、内部骨格の内部空間と外面とを連通し、これら貫通孔を通して前記骨格模型の内部空間に前記肉質部の素材を充填しても良い。
前記空洞の上方において、前記骨格模型に補強シートの上部を固定し、該補強シートの下部を前記空洞の周面に配設して、前記充填材を支持すると良い。
或いは、重力による隆起部の下垂分に相当する高さだけ、前記隆起部を人体よりも上方に形成する。
【０００８】
本発明の人工ボディの製造方法は、外形が人体骨格の一部又は全体に類似した中空の骨格模型を形成し、該骨格模型に複数の貫通孔を形成して、前記骨格模型の内部空間と外面とを連通させ、人体外形の一部又は全体に対応する外形型を形成し、次に、前記骨格模型を前記外形型内にその内面から間隔をあけて設置し、人体の脂肪組織が多い部位に対応して、前記外形型と骨格模型との間に中子を設置すると共に、前記外形型に取り付けた支持棒によって前記中子を前記外形型及び骨格模型から隙間をあけて支持し、次いで、前記外形型の内部に弾力性及び伸縮性のある素材を溶解状態で注入し、この素材が硬化して肉質部が形成されてから前記外形型及び支持棒を取り除き、該支持棒が貫通して形成された前記肉質部の孔を通して、前記中子を取り出すことにより、前記肉質部に空洞を形成し、その後、前記肉質部より軟質の充填材を、前記孔を通して前記空洞に充填して隆起部を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至４に係る発明によれば、人体の脂肪組織に富む部分に相当する隆起部とその周辺部分の形状、弾力性、伸縮性、質感が人体に類似しているだけでなく、その奥に位置する骨格の硬さ及び形状も人体に近いので、視覚、触覚において、より人体に近似した人工ボディが得られる。
特に、ブラジャー、ガードルのようなフィット感が要求される衣服のフィッティングチェックに適しており、人体を用いた時と同様に、製品が身体に食い込まないか、適切にフィットしているか、十分な補整効果があるか、攣れや皺が生じないか等のチェックを行うことができる。
【００１０】
請求項５に係る発明によれば、肉質部が骨格模型に強固に結合され、剥がれ落ちることが無い。
請求項６及び７に係る発明によれば、充填材が時間経過によって下垂し、要求された形状から大きく変形するのを防ぐことができる。
請求項８に係る発明によれば、骨格部分、肉質部及び脂肪組織に富む隆起部の形状、質感、弾力性が人体と酷似しており、耐久性のある人工ボディを、簡単に低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、頚から腰までの範囲で、主としてブラジャーのフィッティングに使用する上半身の人工ボディである実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、人工ボディの断面図、図２は、人工ボディの一部破断斜視図、図３は、骨格模型の正面図、図４乃至図６は、人工ボディの製造過程を示す図である。
図１に示すように、本発明の人工ボディ１は、人体の腰部から頚部までの、腕の付け根部を含む外形と酷似した形状に形成されており、骨格模型２と、肉質部３と、充填材４とを備える。
【００１２】
骨格模型２は、硬質ポリウレタン、硬質シリコーン、粘土、アルギン酸等の比較的硬い素材より成り、図３に示すように、その外形が上半身の人体骨格（特に肋骨、鎖骨）と類似するよう形成されている。
また、骨格模型２の内部には支柱９が配設され、支柱９よりも前面側及び後面側にそれぞれ内部空間１４が形成される。
支柱９は、剛性の高い金属棒材、例えば、３５ｍｍ角のステンレス製角材より成り、骨格模型２の中心軸に沿う縦枠９ａと、骨格模型２の肩部に配置される上部横枠９ｂと、腰部に配置される下部横枠９ｃとを組み立てると共に、縦枠９ａの下部に台座９ｄを設けて形成する。
【００１３】
縦枠９ａの上端部と台座９ｄよりも下方の部分、及び、下部横枠９ｃの両端部は骨格模型２の外方へ突出しており、この部分は分離可能となっている。
また、骨格模型２には複数の貫通孔５が全面に分散して形成され、骨格模型２の外面と内部空間１４とが貫通孔５によって連通している。
なお、貫通孔５を形成する場所は、肉厚の薄い部分、例えば、肋骨の隙間に相当する部分等が適している。
【００１４】
肉質部３は、スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂、ラテックス等の弾力性及び伸縮性を有する素材より成る。スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂とは、Ｓ−ＥＳ−Ｓ型のスチレンブロックコポリマーであり、ＦＴＹ−１００Ｄ（クラレトレーディング株式会社製）等がある。
肉質部３の厚みは全体に亘って均一ではなく、フィッティングの基準となる標準サイズの人体と近似するよう、各部位毎に調整され、図２に示すように、肉質部３の外形は人体の上半身の外形に類似している。なお、肉質部３は、人体とほぼ同色になるよう彩色してある。
また、図１に示すように、乳房部６に相当する部分において、肉質部３の内部には局所的に空洞７を形成してある。空洞７の形状は、乳房部６と相似形でやや小さい略円錐状とする。
【００１５】
充填材４は、人間の肉質とほぼ同じ比重、弾力性を有し、肉質部３よりも軟質の素材、望ましくは、ゲル状のシリコーンやポリビニルアルコール、澱粉等より成り、肉質部３に形成した空洞７内に充填されて、乳房部６を隆起させている。
当然、空洞７に充填する充填材４が多ければ乳房部６が大きくなり、少なければ乳房部６が小さくなる。
充填された充填材４が軽くて、その表面を覆う肉質部３の伸縮性が比較的小さい場合には、充填材４をその位置で支えることができるが、充填材４が重くて、肉質部３の伸縮性が大きい場合には、時間経過と共に充填材４が下垂して、乳房部６の形状が変化してしまう。
これではフィッティングチェックを行うことができないので、ガーゼのような伸縮しにくい補強シート１１の下部を略円形に湾曲させ、これを空洞７の周面に配設し、補強シート１１の上端部を空洞７の上方において骨格模型２に固定する。そして、補強シート１１の下部に充填材４を収納すると、充填材４が骨格模型２から吊り下げられて、その下垂を防ぐことができる。
【００１６】
本発明の人工ボディ１は、次のようにして製造する。
フィッティング基準となる人の上半身の外形をスキャンして、上半身外形のＣＡＤデータを得る。該ＣＡＤデータに基づいて繊維補強プラスチック、石膏等で人体原型１６（図４）を製作する。
次いで、人体原型１６の外面にシリコーン樹脂を複数層に亘って塗布すると共に、シリコーン樹脂の層間に電熱線を均一に分布させ、電熱層線を内蔵したシリコーン樹脂被膜１７を形成する。
【００１７】
さらに、シリコーン樹脂被膜１７の外面に金属繊維で補強したコンクリートを付着させ、コンクリートが硬化したら人体原型を除去して、コンクリート製の外形型８を形成する。外形型８の内面には電熱線入りのシリコーン樹脂被膜１７が形成される。
外形型８は、前面型８ａと後面型８ｂとから成り、それぞれ人体原型１６の前面及び後面にコンクリートを付着させて別々に製作される。
なお、前面型８ａ及び後面型８ｂの接合面には、縦枠９ａ及び下部横枠９ｃの骨格模型２から突出した部分を係合するための凹部を形成し、後面型８ｂには樹脂注入口１０を形成する。
【００１８】
また、上半身の人体骨格に類似した骨格模型２を製作する。骨格模型２の製作に際して使用する骨格型も、人体原型１６製作時と同じモデルから製作するのが望ましいが、放射線被曝等の問題があるので、実在のモデルを使用せず、同じ様なサイズの骨格標本に基づいて骨格型を形成する。
骨格型は前面側の型と後面側の型とから成り、両方の型の継ぎ目を含む面に予め支柱９を配置してから、内部に硬質シリコーン、硬質ポリウレタン等の硬質合成樹脂を溶解状態で流し込み、硬化後に型から取り出す。
【００１９】
図３に示すように、取り出した骨格模型２からは、縦枠９ａの上端部及び台座９ｄよりも下方の部分と、下部横枠９ｃの両端部が外部へ突出している。
次いで、図１に示すように、骨格模型２をくり抜いてその前面側及び後面側にそれぞれ内部空間１４を形成すると共に、図１及び図３に示すように、骨格模型２の全面（特に、肉厚の薄い肋骨の隙間等）に、複数の貫通孔５を形成し、骨格模型２の外面と内部空間１４とを貫通孔５を介して連通させる。
【００２０】
図５に示すように、前面型８ａの両側部において、乳頭部に相当する部分の内面には支持棒１２を立設し、支持棒１２の上端にそれぞれ中子１３を嵌合して取り付ける。中子１３の形状は、支持棒１２への取付部分を頂部とする略円錐形である。
次に、外形型８の内部に骨格模型２を設置する。外形型８は前面型８ａと後面型８ｂとに分離しているので、前面型８ａの凹部に支柱９を係合して、前面型８ａの内部に骨格模型２を架設してから、骨格模型２の上に後面型８ｂを被せる。
【００２１】
すると、外形型８の内面と骨格模型２の外面との間には、各部位の肉質部３の肉厚に相当する隙間が形成される。また、中子１３は、骨格模型２の外面及び外形型８の内面から隙間をあけて支持される。
なお、下部を円形に湾曲させた補強シート１１の下部を円形に湾曲させ、この湾曲させた部分をそれぞれ中子１３の下部外面に巻き付けて留め具で固定し、補強シート１１の上部を骨格模型２の肋骨部分上部に形成した貫通孔５へ挿入して背面側へ通し、結束等の適宜手段により骨格模型２へ固定しておく。
【００２２】
次に、外形型８のシリコーン樹脂被膜１７に分布した電熱線に通電して８０℃〜１００℃に加温した後、１８０℃〜２００℃に加熱して溶解したスチレン系熱可塑性エラストマー樹脂を、樹脂注入口１０を通して外形型８の内部に注入し、一昼夜程度放置してこれを硬化させる。スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂は、貫通孔５を通して骨格模型２の内部空間１４にも充填される。
なお、スチレン系エラストマー樹脂には、予め顔料が混入され、人体のような色に着色されている。
これにより、骨格模型２の外面が肉質部３で被覆され、肉質部３は内部空間１４にも連続して、骨格模型２から外れないよう強固に保持される。
【００２３】
次いで、前面型８ａと後面型８ｂとを分解して外形型８を除去する。この時、支持棒１２も外形型８と一緒に取り外され、乳頭部に相当する位置において、支持棒１２を抜いた後には肉質部３の外面から中子１３に達する孔１５が形成される。
その後、図６に示すように、孔１５の部分を弾性変形させて拡開し、拡開した孔１５を通して中子１３を抜き取ると、肉質部３に局所的な空洞７が形成される。補強シート１１は、スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂が含浸することにより、中子１３を抜いた後も空洞７の周面に貼り付いて残る。
【００２４】
次に、肉質部３に形成された空洞７へ、孔１５を通して充填材４を充填し、乳房部６を隆起させる。
充填材４は補強シート１１の円形に湾曲した部分へ収納され、骨格模型２から吊り下げられる。
次に、孔１５を塞いで、充填材４が脱出しないようにする。
また、肉質部３から外方へ突出した縦枠９ａの上下端部及び下部横枠９ｃの両端部を分離して除去し、除去したあとに残る窪みに、肉質部３と同質の合成樹脂（スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂）を充填して平らにし、図１に示すような人体に酷似した人工ボディ１を形成する。
【００２５】
この人工ボディ１は、下面に露出した台座９ｄを介して適宜設置場所に取り付けることができる。
フィッティングの基準となるサイズとは、様々なサイズのちょうど中間の寸法とするのが望ましく、ブラジャーであれば通常Ｂ７５、Ｃ７０程度である。このようなサイズの人工ボディを形成しておけば、フィッティングを行って該中間サイズのパターンの確定を行った後、コンピュータＣＡＤを用いて大小両方向へ寸法を展開した時に、ひずみが少なくて済む。勿論、各サイズ、対応年齢に応じた人工ボディをそれぞれ製造することも可能である。
【００２６】
なお、補強シート１１を用いずに、乳房部６の下垂による変形分を予め補正しておくこともできる。
まず、補強シート１１で充填材４を吊り下げることなく、その他の構成は上記実施形態と同様の、乳房部を有する人工ボディを形成する。できあがった人工ボディを直立させると、充填材４の重さで乳房部が下垂する。
人工ボディの下垂した乳房部と、モデルとなった人の乳房とを比較し、下垂分を計測する。
【００２７】
そして、計測した下垂分を見込んで、人の外形をスキャンして得たＣＡＤデータを補正し、補正したＣＡＤデータに基づいて、乳房部分を要求される位置よりも上方に設けた人体原型１６を形成する。
その後、図４乃至図６に示す実施形態と同様にして人工ボディ１を製造する。
この人工ボディ１は、重力による乳房部６の下垂分に相当する高さだけ、乳房部６をモデルとなった人の乳房よりも上方に形成してあるため、直立させると乳房部６がモデルの乳房と同じ位置まで下がる。
【００２８】
なお、肉質部３の素材によって、外形型８内に注入した後、熱処理を必要としない場合には、外形型８に分布した電熱線は不要である。
また、下半身又は全身の人体ボディであれば、上記実施形態と同様にして、下半身又は全身に類似した骨格模型を形成すると共に、その外面を肉質部で被覆し、肉質部の脂肪組織に富む臀部及び腹部に相当する部分に空洞を形成し、この空洞に充填材を充填して、臀部及び腹部となる隆起部を形成することができる。この場合、骨格模型内に設置する支柱は、骨格模型の形状に応じて変形させる。
上述した実施形態では、ブラジャー等のフィッティングチェックに適用した人工ボディについて説明したが、本発明は、視覚、触覚において人体と類似するものであるから、人形、人造人体等にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態を示す人工ボディの断面図。
【図２】本発明の実施形態を示す人工ボディの斜視図。
【図３】骨格模型の正面図。
【図４】人工ボディの製造過程の第１段階を示す断面図。
【図５】人工ボディの製造過程の第２段階を示す断面図。
【図６】人工ボディの製造過程の第３段階を示す断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１ 人工ボディ
２ 骨格模型
３ 肉質部
４ 充填材
５ 貫通孔
６ 乳房部
７ 空洞
８ 外形型
８ａ 前面型
８ｂ 後面型
９ 支柱
９ａ 縦枠
９ｂ 上部横枠
９ｃ 下部横枠
９ｄ 台座
１０ 樹脂注入口
１１ 補強シート
１２ 支持棒
１３ 中子
１４ 内部空間
１５ 孔
１６ 人体原型
１７ シリコーン樹脂被膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体骨格の一部又は全体に類似した外形を有する骨格模型の外面を、弾力性及び伸縮性のある素材より成る肉質部で被覆し、前記肉質部に空洞を形成し、該空洞に前記肉質部より軟質の充填材を充填して隆起部を形成したことを特徴とする人体に酷似した人工ボディ。
【請求項２】
前記隆起部が乳房部である請求項１に記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項３】
前記隆起部が臀部である請求項１に記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項４】
前記隆起部が腹部である請求項３に記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項５】
前記骨格模型は中空であり、該骨格模型に複数の貫通孔を形成して、前記骨格模型の内部空間と外面とを連通し、これら貫通孔を通して前記内部空間に前記肉質部の素材を充填した請求項１乃至４のいずれかに記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項６】
前記空洞の上方において、前記骨格模型に補強シートの上部を固定し、該補強シートの下部を前記空洞の周面に配設して、前記充填材を支持した請求項１乃至５のいずれかに記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項７】
重力による隆起部の下垂分に相当する高さだけ、前記隆起部を人体よりも上方に形成した請求項１乃至５のいずれかに記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項８】
外形が人体骨格の一部又は全体に類似した中空の骨格模型を形成し、該骨格模型に複数の貫通孔を形成して、前記骨格模型の内部空間と外面とを連通させ、人体外形の一部又は全体に対応する外形型を形成し、次に、前記骨格模型を前記外形型内にその内面から間隔をあけて設置し、人体の脂肪組織が多い部位に対応して、前記外形型と骨格模型との間に中子を設置すると共に、前記外形型に取り付けた支持棒によって前記中子を前記外形型及び骨格模型から隙間をあけて支持し、次いで、前記外形型の内部に弾力性及び伸縮性のある素材を溶解状態で注入し、この素材が硬化して肉質部が形成されてから前記外形型及び支持棒を取り除き、該支持棒が貫通して形成された前記肉質部の孔を通して、前記中子を取り出すことにより、前記肉質部に空洞を形成し、その後、前記肉質部より軟質の充填材を、前記孔を通して前記空洞に充填して隆起部を形成することを特徴とする人体に酷似した人工ボディの製造方法。
【請求項１】
人体骨格の一部又は全体に類似した外形を有する骨格模型の外面を、弾力性及び伸縮性のある素材より成る肉質部で被覆し、前記肉質部に空洞を形成し、該空洞に前記肉質部より軟質の充填材を充填して隆起部を形成したことを特徴とする人体に酷似した人工ボディ。
【請求項２】
前記隆起部が乳房部である請求項１に記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項３】
前記隆起部が臀部である請求項１に記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項４】
前記隆起部が腹部である請求項３に記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項５】
前記骨格模型は中空であり、該骨格模型に複数の貫通孔を形成して、前記骨格模型の内部空間と外面とを連通し、これら貫通孔を通して前記内部空間に前記肉質部の素材を充填した請求項１乃至４のいずれかに記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項６】
前記空洞の上方において、前記骨格模型に補強シートの上部を固定し、該補強シートの下部を前記空洞の周面に配設して、前記充填材を支持した請求項１乃至５のいずれかに記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項７】
重力による隆起部の下垂分に相当する高さだけ、前記隆起部を人体よりも上方に形成した請求項１乃至５のいずれかに記載の人体に酷似した人工ボディ。
【請求項８】
外形が人体骨格の一部又は全体に類似した中空の骨格模型を形成し、該骨格模型に複数の貫通孔を形成して、前記骨格模型の内部空間と外面とを連通させ、人体外形の一部又は全体に対応する外形型を形成し、次に、前記骨格模型を前記外形型内にその内面から間隔をあけて設置し、人体の脂肪組織が多い部位に対応して、前記外形型と骨格模型との間に中子を設置すると共に、前記外形型に取り付けた支持棒によって前記中子を前記外形型及び骨格模型から隙間をあけて支持し、次いで、前記外形型の内部に弾力性及び伸縮性のある素材を溶解状態で注入し、この素材が硬化して肉質部が形成されてから前記外形型及び支持棒を取り除き、該支持棒が貫通して形成された前記肉質部の孔を通して、前記中子を取り出すことにより、前記肉質部に空洞を形成し、その後、前記肉質部より軟質の充填材を、前記孔を通して前記空洞に充填して隆起部を形成することを特徴とする人体に酷似した人工ボディの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１７６９３０（Ｐ２００６−１７６９３０Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７１９９７（Ｐ２００４−３７１９９７）
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（５９３１０４０３９）トリンプ・インターナショナル・ジャパン株式会社 (26)
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（５９３１０４０３９）トリンプ・インターナショナル・ジャパン株式会社 (26)
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