JP5906809B2 - 着座快適評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、シートに着座した際の快適性を評価する着座快適評価方法に関する。

従来、椅子（以下「シート」と称する）として、人が着座する際の座（腰掛）となるシートクッションと、人が着座した際の背凭れとなるシートバックとを備えるものが広く利用されている。このようなシートを開発するにあたっては、シートに着座した人の快適性を考慮する。また、シートに着座する人の体形は個人差があり、さまざまである。このため、シートを開発するには、このような個人差によって異なる快適性を考えて設計することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１９５９００号公報

昨今では、着座者が同じような体形でも、着座した際の着座姿勢が相違することによって、シートに着座する人の快適性に関して相違することが分かっている。このため、このようなシートに着座した人の快適性について研究するにあたっては、体形の個人差ばかりにスポットを当てるのではなく、着座した際の着座姿勢における個人差に対してもスポットを当てるべきだとの考え方に基づいている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、シートに着座した際の快適性を評価する着座快適評価方法において、着座者が同じような体形でも、体格を構成する各要素の性質に鑑みた着座姿勢を考慮することにより、シートに着座した際の快適性に関しての評価を行えるようにすることにある。

上記した課題を解決するにあたって本発明に係る着座快適評価方法は次の手段をとる。
本発明の第１の発明に係る着座快適評価方法は、シートに着座した際の快適性を評価する着座快適評価方法であって、首部を介した頭部の支持方向が筋力を使わずに垂直方向となることを評価する第１評価法と、大腿部に対する骨盤部の角度を狭めていった場合に大腿部に対する骨盤部の角度が苦痛を感じない限界角度内であることを評価する第２評価法と、を含むことを特徴とする。なお、大腿部に対する骨盤部の角度が苦痛を感じない角度とは、上体前屈方向の柔軟性に依存して設定される角度である。
この第１の発明に係る着座快適評価方法によれば、第１評価法により首部を介した頭部の支持方向が筋力を使わずに垂直方向となることを評価することができ、第２評価法により大腿部に対する骨盤部の角度を狭めていった場合に大腿部に対する骨盤部の角度が苦痛を感じないことを併せて評価することができる。このように評価できることにより、着座者が同じような体形でも、体格を構成する各要素の性質に鑑みた着座姿勢を考慮してシートに着座した際の快適性に関しての評価を行うことができる。

また、本発明の第２の発明に係るシートは、前記第１の発明に係る着座快適評価方法に基づいて設計されることを特徴とする。
この第２の発明に係るシートによれば、着座快適性に優れたシートとできる。

第１の発明に係る着座快適評価方法によれば、シートに着座した際の快適性に関しての評価を行うことができる。
この第２の発明に係るシートによれば、着座快適性に優れたシートとできる。

首付角の測定を行うための計測装置を例示する図である。 首付角に関して２種類のパターンを示す図である。 頭部が前傾した状態から戻される人体モデルを示す図である。 頭部が後傾した状態から戻される人体モデルを示す図である。 人体モデルの骨盤部に関して２種類のパターンを示す図である。 骨盤部が立っている場合の首部および胸部の位置の例を示す図である。 骨盤部が倒れている場合の首部および胸部の位置の例を示す図である。

以下、本発明に係る着座快適評価方法を実施するための形態について説明する。なお、以下において説明する着座快適評価方法では、シートに人体モデルＰ（「被験者（人体マネキン）」）が着座することを想定し、この着座した際の人体モデルＰが感じられる快適性について述べることとする。
図１は、頭部快適状態に関しての首付角の測定を行うための計測装置５０を例示する図である。図１に示す人体モデルＰは、座となるシートクッション６１と背凭れとなるシートバック６６とを具備するシート装置６０に着座している。このシート装置６０には、計測装置５０が配設されている。この計測装置５０は、首付角の測定を行うためのものであり、詳しくは後に説明する。図１に示す人体モデルＰは、通常の人間と同様、胴体１０と、頭部２０と、大腿部３０とを具備する。胴体１０は、胸部１３を有する。また、胴体１０と頭部２０とは、首部２５を介して結合される。つまり、頭部２０の重量は、首部２５を介して胸部１３に支持される。なお、図示符号１７は胴体１０の腹部である。胴体１０と大腿部３０との間には、骨盤部３５が介在される。
ここで着座快適評価方法は、次の第１評価法と第２評価法とを含む評価方法となっている。すなわち、第１評価法では、首部２５を介した頭部２０の支持方向が筋力を使わずに垂直方向となることを評価する。また、第２評価法では、大腿部３０に対する骨盤部３５の角度を狭めていった場合に大腿部３０に対する骨盤部３５の角度が苦痛を感じない限界角度内であることを評価する。詳しくは、次のとおりである。

［頭部２０と胸部１３の相対角度］
頭部２０と胸部１３の相対角度を簡単に言い表すと、胸に対して首がどの角度で付いているかである。頭部２０は、頚椎及びその周辺の筋肉で胸部１３と繋がっている。当然ここにはある程度の自由度があるが、その中で首周りの筋力を最も使用しない状態を考える。なお、人体が無重力状態で脱力した時、体が自然にバランスする角度があり、この角度に個人差がある。しかし、重力のある環境で、力を抜いても頭部２０には重量があるため、そこに重力が掛かり無重力状態と同様にはならない。
頭部２０の重心２１は、頚椎起点１５の直上（直上線：Ｓ）に位置して、頭部２０の重量を筋力で支える必要がない状態となっている。つまり、胸部１３の角度を変えれば、無重力状態と同じになる。胸部１３の角度も含めたこの状態を頭部快適状態（以後は頭部快適状態と表記する）と、この状態での頭部２０と胸部１３の相対角度を首付角（以後は首付角と表記する）と定義する。

図２は、首付角に関して２種類のパターンを示す図である。すなわち、図２に示すように、首付角には個人差がある。図２（Ａ）の人体モデルＰは、図２（Ｂ）と比較して、首部２５の後側筋肉２６の長さが短く、前側筋肉２７の長さが長くなっている。この図２（Ａ）に示すように、図２（Ｂ）と比較して首部２５の後側筋肉２６の長さが短く前側筋肉２７の長さが長くなっていると、図２（Ｂ）と比較して首付角は小さくなる。逆に言えば、図２（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）と比較して首部２５の後側筋肉２６の長さが長く前側筋肉２７の長さが短くなっていると、図２（Ａ）と比較して首付角は大きくなる。このように首付角が変わる場合、上記したように重力下において頭部２０の重心２１が直上線Ｓからずれていると、頭部２０の重心２１が頚椎起点１５の直上（直上線：Ｓ）に移動させようと、この状態を維持する為に後側筋肉２６及び前側筋肉２７の筋力を使い続けるようになって、これによる筋疲労により頭部快適状態とはならない。

なお、首付角の個人値を測定するにあたっては、図１に示す計測装置５０を使用して行う。この計測装置５０は、骨盤部３５を後方から支える平面部５２と、胸部１３を支える平面部５４、その間を繋ぐ平面部５６の、３枚の平面部５２，５４，５６を持ち、それら平面部５２，５４，５６の位置および角度を変えることができる構造を持つ。ここで人体モデルＰ（被験者）が着座状態で、違和感のない姿勢でもたれることができる状態に、計測装置５０の３つの平面部５２，５４，５６を調整する。その状態でシートバック６６を回転させ、頭部２０を垂直にした状態で筋力を使っていない角度を探す。こうして求めた筋力を使わすに、頭部２０の重心が頚椎起点の直上になる状態での胸部１３の角度を、首付角として計測する。この計測する首付角の値は、胸部１３を支えている平面部５４の角度として扱うものとしている。

図３（Ａ）に示す人体モデルＰは、頭部２０の重心２１が頚椎起点１５の直上（直上線：Ｓ）に対して前側に位置している。このような図３（Ａ）に示す人体モデルＰが、図３（Ｂ）に示すように頚椎起点１５の直上（直上線：Ｓ）に頭部２０の重心２１を移動させると、頭部２０の重量を首部２５の後側筋肉２６の筋力で支えることとなる。このため、図３（Ｂ）に示す人体モデルＰでは、頭部２０の重心２１の頚椎起点１５の直上状態の維持する為に後側筋肉２６の筋力を使い続けて筋疲労して頭部快適状態とはならない。
これに対して図４（Ａ）に示す人体モデルＰは、頭部２０の重心２１が頚椎起点１５の直上（直上線：Ｓ）に対して後側に位置している。このような図４（Ａ）に示す人体モデルＰが、図４（Ｂ）に示すように頚椎起点１５の直上（直上線：Ｓ）に頭部２０の重心２１を移動させると、頭部２０の重量を首部２５の前側筋肉２７の筋力で支えることとなる。このため、図４（Ｂ）に示す人体モデルＰでは、頭部２０の重心２１の頚椎起点１５の直上状態の維持する為に前側筋肉２７の筋力を使い続けて筋疲労して頭部快適状態とはならない。

［骨盤部３５と大腿部３０の相対角度］
図５は、人体モデルＰの骨盤部３５に関して２種類のパターンを示す図である。図５（Ａ）は、前屈方向の柔軟性に富んだ例である。これに対し、図５（Ｂ）は、前屈方向の柔軟性に乏しい例である。
骨盤部３５と大腿部３０の相対角度を簡単に言い表すと、大腿部３０に対する骨盤部３５の角度を狭めていって苦痛を感じない限界角度である。これを一般に言うヒップ角と区別して、リミットヒップ角（以後はＬヒップ角と表記する）と定義する。
無重力状態で脱力した時の大腿部３０と骨盤部３５の角度と、今回定義しているＬヒップ角は共通にはならない。無重力状態で体が自然にバランスする角度に比べ、今回定義するＬヒップ角は、小さい角度となる。頼るものがない無重力状態で角度を小さくすることは、筋力を使う必要があるために快適ではない。しかし、重力がある環境でシートに座っている状態では、自身の重量をシートが支えるので、筋力を使うことはなく、Ｌヒップ角の状態が維持できる。

すなわち、Ｌヒップ角を決める主要因は、臀部や大腿部３０の裏側にある各筋肉の伸び方向の快適限界であり、これには個人差がある。各個人のＬヒップ角は、前屈方向の柔軟性により決められる。Ｌヒップ角の測定としては、次の方法で行う。すなわち、大腿部３０の角度は、ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）に定義されるクッションアングル（Cushion Angle）測定法により求められる。このクッションアングル測定法により求められた値をサイ支持角と表記する。ここで上記した計測装置５０に、人体モデルＰ（被験者）が着座する。その状態でシートバック６６の角度を少しずつ変化させ、骨盤部３５の周りの快適性の官能評価を行う。苦痛を感じない最もシートバック６６を立てた位置でのサイ支持角との相対角をＬヒップ角の個人値と確定する。骨盤部３５の角度は、シートバック６６の角度と一致するが、上記した計測装置５０のシートバック６６の角度は、乗員の上体の角度を表すトルソー角と一致するように設定される。従って、Ｌヒップ角は、サイ支持角とトルソー角の相対角と同一であるといえる。つまり、図５（Ａ）は、前屈方向の柔軟性に富んでいるので、人体モデルＰの骨盤部３５は立てたものとなっている。これに対して、図５（Ｂ）は、前屈方向の柔軟性に乏しいので、人体モデルＰの骨盤部３５は倒れたものとなっている。

上記したことを踏まえ、第１評価法では首部２５を介した頭部２０の支持方向が筋力を使わずに垂直方向となることを評価し、第２評価法では大腿部３０に対する骨盤部３５の角度を狭めていった場合に大腿部３０に対する骨盤部３５の角度が苦痛を感じない限界角度内であることを評価する。なお、この苦痛を感じない限界角度内とは、上記した前屈方向の柔軟性に鑑みて設定される。このようにして評価される臨界範囲は、図６および図７に示すとおりである。
図６は、骨盤部３５が立っている場合の首部２５を介して頭部２０を支持する胸部１３の位置の例を示す図である。すなわち、図６（Ａ）は、図５（Ａ）に示すように骨盤部３５が立っているタイプであり、Ｌヒップ角が小さく設定可能な人体モデルＰの例となっている。ここで図６（Ａ）では、図４（Ａ）に示すように首付角が小さい、つまり胸部１３を立てたいタイプの人体モデルＰの例となっている。なお、図６（Ｂ）では、人体モデルＰの首付角の変位状態が分かり易くなるように、鎖線にて図６（Ａ）にて示す人体モデルＰを図示している。

また、図７は、骨盤部３５が倒れている場合の首部２５を介して頭部２０を支持する胸部１３の位置の例を示す図である。すなわち、図７（Ａ）は、骨盤部３５が倒れているタイプ（図５（Ｂ）参照）であり、首付角が小さいタイプ（図４（Ｂ）参照）の人体モデルＰの例である。これに対して、図６（Ｂ）は、骨盤部３５が倒れているタイプ（図５（Ｂ）参照）であり、首付角が大きいタイプ（図４（Ｂ）参照）の人体モデルＰの例である。なお、図７（Ａ）および図７（Ｂ）では、人体モデルＰの骨盤部３５の倒れ状態および人体モデルＰの首付角の変位状態が分かり易くなるように、鎖線にて図６（Ａ）にて示す人体モデルＰを図示している。

上記した着座快適評価方法によれば、第１評価法により首部２５を介した頭部２０の支持方向が筋力を使わずに垂直方向となることを評価することができ、第２評価法により大腿部３０に対する骨盤部３５の角度を狭めていった場合に大腿部３０に対する骨盤部３５の角度が苦痛を感じないことを併せて評価することができる。このように評価できることにより、着座者が同じような体形でも、体格を構成する各要素の性質に鑑みた着座姿勢を考慮してシートに着座した際の快適性に関しての評価を行うことができる。
つまり、上記した着座快適評価方法に基づいてシートを設計した場合には、着座快適性に優れたシートすることができる。なお、このシートとしては、通常の家屋に置かれる椅子や、車両等の乗物に設置される乗物シート等の各種のシートに適用することができる。
なお、本発明に係る着座快適評価方法にあっては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、適宜個所を変更して構成されるものであってよい。すなわち、上記した実施の形態の着座快適評価方法には、上記したようにシート本来の機能に鑑みて適宜の設定要件および適宜の評価要件が加えられるものであってもよい。

１０ 胴体
１３ 胸部
１５ 頚椎起点
２０ 頭部
２１ 頭部の重心
２５ 首部
２６ 後側筋肉
２７ 前側筋肉
３０ 大腿部
３５ 骨盤部
５０ 計測装置
５２，５４，５６ 平面部
６０ シート装置
６１ シートクッション
６６ シートバック
Ｐ 人体モデル
Ｓ 直上線

Claims (1)

1. シートクッションに着座した場合に骨盤部および胸部がシートバックに支えられるシートに対して、着座した場合の人体の官能評価を導く着座快適評価方法であって、
   着座姿勢の個人差により頭部と胸部の相対角度に大小差が生ずる場合でも、胸部を通じて前記シートバックに支えられる首部が、後側筋肉および前側筋肉の筋力を使わずに頭部を支持するにあたって、頭部の重心を頚椎起点の直上線上に位置させることを評価する第１評価法と、
   臀部および大腿部の裏側の筋肉が伸びることにより生ずる痛みを発生させないように、骨盤部を支える前記シートバックの平面部の立ち上がりを抑えることを評価する第２評価法と、を含むことを特徴とする着座快適評価方法。
   
   
   

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