JP2670630B2 - 着座疲労防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、輸送乗り物用、特に車両用に有用な着座疲
労防止装置に関する。

（従来の技術） 従来より輸送乗り物用シートにおいて、乗員の上体を
支えるシートバック、乗員の臀部及び上腿を支えるシー
トクッション、及び乗員の足を載せ伸ばした状態にして
下腿を支えるレッグサポート等の傾き角度を、使用者が
最も快適になるように選定することが行なわれている。
（特許庁公報周知・慣用技術集 自動車用シート p195
昭和63年２月26日発行） 係るシートにおいては、シートバックの傾き角度によ
って乗員の身体の腰部より上の上半身に対して安楽感を
与え、更にシートクッション、レッグサポートの傾き角
度によって乗員の臀部、上腿及び下腿に対して安楽感を
与えることを目的としている。

しかし、係るシートにおいて前記の様な着座姿勢の変
化を乗員に与えても、乗員の感覚及び体内各部の感覚器
の感度は、その着座姿勢の変化に短時間内に順応してし
まうため、乗員は再び疲労感を感じるようになる。

更に係るシートにおいては、上体及び頭部を水平によ
り近い角度に保った場合には、生体内の自立神経系の交
感神経覚醒度が低下するため、これにより制御されてい
る下腿部を含む四肢の静脈血管より心臓への血液還流が
停滞傾向になる。このため、下肢、特に膝より下の下腿
部に対する安楽感の付与・実現に対してはあまり効力を
持たないばかりか、交感神経の興奮レベルを下げるた
め、逆に下腿部の疲労感を助長する結果となる。

つまり、従来技術にあるリクライニング機構を利用し
て、着座疲労の改善を行なおうとしても却って疲労感が
増大してしまうのである。

（着眼点） 本発明は以下に示すような着眼点に基づいている。

まず、乗員は、移動走行中に車両内で長時間静止姿勢
を保っているため、生理機能は一時的に著しく低下し、
これによって血液の心拍出量も低下し、四肢の血液還流
が著しく悪化している。更に、体内の交感神経系は血液
の還流と深く関連するが、この交感神経系の感度は、外
的刺激を与えても、その変化に短時間内に順応するた
め、前記感度は急激に低下する。

これらを改善するために、本発明においては、下記の
５項の生体内の特徴・機構に着目した。

まず上体の傾動揺動に関して、 1.頭部の傾動揺動に伴う三半規管の傾動揺動による交感
神経系の励起高揚。

2.血圧感覚器官の傾動揺動によって交感神経の興奮レベ
ルを高揚させる。

3.頭蓋に作用する重力の方向を時々刻々変化させ、これ
によって感覚変化を通して覚醒を促す。

次に足の傾動揺動に関して、 4.足を上げて、全身を水平方向に近くする事により、体
内の血液の他、液体の重力により澱みを改善し、身体に
対し時々刻々新しい方向の重力を作用させることで血液
の還流を促進する。

更に全身の傾動揺動に関して、 5.重力の作用方向を時々刻々変化させ、体表面とシート
との接触面の力の作用方向を変化させることによって、
長時間押圧することで鈍っている皮膚刺激感覚を回復さ
せ、交感神経の興奮レベルを高揚し、体表面近くの末梢
静脈血流を改善する。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、従来技術では改善されない四肢、特に下腿
部の着座疲労を防止する着座疲労防止装置を提供するこ
とにある。

（発明の説明） （構成） 上記目的を達成するために、本発明の着座疲労防止装
置は前後方向に傾動するシートバックと、前後方向に傾
動するシートクッションと、始動信号によって前記シー
トバックと前記シートクッションのうち少なくとも１つ
を操作手段の作動により標準位置から後方向に傾動し周
期的に揺動させるとともに前記揺動を繰り返す制御信号
を発生する傾動揺動制御手段と、前記傾動揺動制御手段
からの制御信号に基づいて前記シートバックと前記シー
トクッションのうち少なくとも１つを傾動駆動及び揺動
駆動する駆動手段とから成るように構成されている。

（作用・効果） 上記の本発明の着座疲労防止装置は、操作手段が操作
されると傾動揺動制御手段によって駆動手段を作動させ
シートバックとシートクッションのうち少なくとも１つ
を後方向に傾動し、シートクッションの傾動によって足
を上げるか、又はシートバックの傾動によって上体を倒
して、全身を水平方向に近くする事により、体内の血液
の他、液体の重力による澱みを改善することができる。

また、前記シートバックと前記シートクッションのう
ち少なくとも１つを前記傾動した位置から揺動し、身体
に対し時々刻々新しい方向の重力を作用させることで血
液の還流を促進することができる。

更に、前記シートバックの揺動によって三半規管の揺
動による交感神経系の励起高揚、血圧感覚器による交感
神経の興奮レベルの高揚、及び頭蓋に作用する重力方向
が時々刻々変化することによる感覚変化を通しての覚醒
の促進を図ることができる。

加えて、前記シートバック、シートクッションのうち
少なくとも１つの揺動によって重力の作用方向を時々刻
々変化させ、体表面とシートとの接触面の力の作用方向
を変化させることによって、長時間押圧することで鈍っ
ている皮膚刺激感覚を回復させ、交感神経の興奮レベル
を高揚し、体表面近くの末梢静脈血流を改善することが
できる。

本発明においては、言うまでもなく、シートバック、
シートクッションを同一の支点を中心に一体に回動、揺
動しても良いし、それぞれ別の支点を中心に独立に回
動、揺動しても良い。

（実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。

（構成） 本実施例の着座疲労防止装置は、第１図に示すように
乗員の上体を支えるシートバック１と、シートバック１
を第１軸６のまわりに回動可能に取り付けるステー11
と、乗員の臀部及び上腿を支えるシートクッション２
と、シートクッション２を第１軸６のまわりに回動可能
に取り付けるステー12と、ステー11、12及び第２図に図
示する駆動軸21、22を介してシートバック１とシートク
ッション２を回動する駆動歯車８と、駆動歯車８を出力
軸10、歯車列９を介して回動駆動する出力軸10を有する
第１モータ４と、第１軸６と前記駆動軸21、22をボディ
ー13に回動可能に軸支する取付け台７と、シートクッシ
ョン２に取り付けられ乗員の足を支える足掛け部20と、
足掛け部20をシートクッション２に軸支する第２軸16
と、出力軸18、出力歯車19、駆動歯車15を介して足掛け
部20を回動させる第２モータ17と、シートバック１に固
定されていて頭部を支えるヘッドレスト14と、シートバ
ック１とシートクッション２と足掛け部20の回動の始
動、終了、作動モードの選択等を行なう操作手段として
のスイッチ５と、スイッチ５からの入力信号に応じて第
１モータ４及び第２モータ17の回動を制御する傾動揺動
制御手段３（第３図に示す）とから構成されている。ま
た第２図に示すように、ステー11、12は駆動軸21、22に
固定されていて、駆動軸21、22は取付け台7a、7bによっ
て軸支されている。駆動軸支21、22は第３図に図示する
傾動揺動制御手段３によって制御される電磁かみあいク
ラッチ23、24によって駆動歯車８と係合及び開放され
る。

（作用・効果） 本実施例の着座疲労防止装置の作動は、第４図に示す
ように始動スイッチの操作によって傾動揺動制御手段３
に始動信号が入力され、作動予告音を発生し、傾動揺動
制御手段３からの制御信号によって電磁かみあいクラッ
チ23、24によって駆動歯車８にステー11、12を係合され
た後、第１図の第１モータ４を駆動し、出力軸10、歯車
列９及び駆動歯車８を介して第１軸６の回りにシートバ
ック１とシートクッション２およびシートクッション２
に取り付けられた足掛け部20を乗員の後方に傾動する。
これが第５図の行程１にあたる。

この場合、傾動前のシートバック１、シートクッショ
ン２及び足掛け部20のボディー13に対する位置を標準位
置（第１図に人体を破線で示す。）とすると、前記傾動
の角度は標準位置から５度乃至30度程度とすることが一
般的には好ましいが、乗員の好みに応じて調整すること
もできる。

第５図から分かるように、行程１の傾動によって下腿
の血流の澱みは著しく改善される。しかし、傾動完了に
よって血流は再び澱む傾向を示す。

そこで前記傾動が完了すると傾動揺動制御手段３から
の制御信号によって第１モータ４を正転、停止、逆転に
駆動することを繰り返し、出力軸10、歯車列９及び駆動
歯車８を介して第１軸６回りにシートバック１とシート
クッション２およびシートクッション２に取り付けられ
た足掛け部20を、前記傾動によって傾いた位置から、乗
員の後方及び前方に揺動する。

一回の揺動により生ずる血液の流れは、血液が粘性流
体であるためと、血管及び体組織が弾性及び粘性を有す
るために、有効な血液の流れが発生するまでと、それが
完遂するまでに時間を要する。また、生体内の感覚は順
応特性を持っているために一回の揺動による感覚器及び
神経系への刺激の効果は短時間に鈍化する。

更に揺動により生じた血液の流れは、新たな角度にお
ける重力の作用方向、三半規管の位置等の条件に対して
生体が順応し、再び血流の滞溜が発生する。

これらの生体特有の順応による血流の促進に対する悪
影響を解消するために、順応が生じた時点でそれまでの
回動方向とは逆の方向に回動し、更に順応が生じた時点
でまた逆の方向に回動する必要がある。即ちこのような
回動の連続動作としての揺動を繰り返すことによって生
体に常に適度な刺激をあたえ続け、血流の活発化を促す
ことができる。

上述のような生体の順応を考慮すると、前記揺動の片
側の振幅角度は、１度乃至10度、周期は10秒乃至40秒、
角速度は0.35度毎秒乃至1.5度毎秒とするのが一般的に
は好ましい。更に、上記のように血液の流れに遅れがあ
ることを考慮すると、前記揺動の途中の傾きが最大にな
った位置で、揺動を４秒乃至12秒程度の間一時的に停止
することも効果的である。この揺動振幅角度、周期、角
速度、一時停止の時間についても、乗員の好みに応じて
調整することもできる。

第５図の行程２は前記揺動の振幅角度が小さく、周期
が短い場合であり、下腿の血流の澱みが徐々に改善され
ているが、次第に改善割合が少なくなり、却って悪化す
る傾向となる。その様な場合は、行程３に示すように、
振幅角度を大きく、周期を長くすることによって血流の
澱みが徐々に改善される。

上記揺動によって乗員の疲労感が減じ、爽快感が定着
した時点で、終了スイッチの操作によって傾動揺動制御
手段３に終了信号が入力され、揺動を停止し、静止した
後、戻り作動予告音を発生し、傾動揺動制御手段３から
の制御信号によって第１図の第１モータ４を駆動し、出
力軸10、歯車列９及び駆動歯車８を介して第１軸６回り
にシートバック１とシートクッション２およびシートク
ッション２に取り付けられた足掛け部20を乗員の前方に
回動し、傾動前の前記標準位置に戻る。

本実施例においては、足掛け部20によって下腿の傾動
・揺動を行い血流の澱みを効果的に改善できる。また足
掛部20は第２軸16を中心に上方へ回動させることもでき
る。この場合、第３図及び第４図に示すようにスイッチ
５からの足掛け部回動の信号によって傾動揺動制御手段
３から制御信号が発せられ第２モータの出力軸18が回動
し、出力歯車19、駆動歯車15を介して足掛け部20が回動
される。

この足掛け部の回動を行なうことによって乗員の下腿
の血流を活発化し、更にこの回動に加えて前述の第１軸
６回りにシートバック１とシートクッション２およびシ
ートクッション２に取り付けられた足掛け部20の揺動を
行なうことによって、足掛け部の回動によって活発化し
た下腿の血流を長時間にわたり維持することができる。

また、本実施例の回動及び傾動の各行程の順序及び組
合せは乗員の好みに応じて組み替えることも可能であ
り、また行程の途中で停止し、そのままの状態でシート
を保持させることも可能である。

更に、予め傾動揺動制御手段３に幾つかの作動モード
をメモリーしておいて、その中から乗員が好みに応じて
傾動揺動の作動モードを選択できるようにすることも可
能である。

上記の作動モードとしては、シートバック、シートク
ッション、足掛け部の中から傾動するものを選びさらに
揺動するものを選び、それら傾動及び揺動の角度・周期
等を選んだものが考えられる。たとえば全身の疲労防止
としては、シートバック、シートクッション、足掛け部
のすべてを傾動し揺動させ、その角度は大きく周期は長
い作動モードが適切であり、下腿のみの疲労防止として
は、足掛け部のみを傾動し揺動させ、その角度は小さく
周期も短い作動モードが好ましい。

また本実施例においては、シートバックとシートクッ
ションの傾動及び揺動の中心をシートバックとシートク
ッションの接続部分付近に設けたがこれに限ることなく
シートバック後部上端、後部中央あるいはシートクッシ
ョン下部中央等のシートの後方向の種々の位置に設ける
ことができる。

さらに、前記中心は、シートバック前部上端、前部中
央あるいはシートクッション上部中央などシートの前方
向の種々の位置に設けることができる。また前記中心は
一つに限る必要はなく複数設けても良い。加えて本実施
例においては、傾動後に揺動する作動手順を示している
が、これに限ることなく、揺動開始後に傾動を行うこと
や傾動揺動を同時に行うことも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の構成図。第２図は本発明の
実施例の制御系のブロック図。第３図及び第４図は、本
発明の実施例の作動のフローチャート。第５図は、本発
明の実施例の効果を表す線図。 １……シートバック ２……シートクッション ４……第１モータ ５……スイッチ ６……第１軸 ７……取付け台 16……第２軸 17……第２モータ 20……足掛け部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後方向に傾動するシートバックと、 前後方向に傾動するシートクッションと、 始動信号によって前記シートバックと前記シートクッシ
   ョンのうち少なくとも１つを操作手段の作動により、標
   準位置から後方向に傾動し周期的に揺動させるとともに
   前記揺動を繰り返す制御信号を発生する傾動揺動制御手
   段と、 前記傾動揺動制御手段からの制御信号に基づいて前記シ
   ートバックと前記シートクッションのうち少なくとも１
   つを傾動駆動及び揺動駆動する駆動手段と、 から成ることを特徴とする着座疲労防止装置。