JP7656355B2 - 腰痛防止椅子 - Google Patents

Description

本発明は、長時間の着座に伴う腰痛を低減、防止できる椅子の構造に関する。

椅子に座ると臀部や腰部には体重による圧力がかかり、デスクワーク、会議や自動車の運転等で長時間座る場合には、臀部や腰部などに痛みを感じるようになる。また、それを和らげようとして身体を傾けたり捩ったりすることによって姿勢が悪くなる結果、腰痛や疲労が発生するという問題が生じる。これを改善するため、特にソファーに広く適用されているように、ばね、ウレタンフォーム等の弾性素材を椅子の座面や背面に配置し、身体との接触面積を増加させて圧力を緩和する方法が従来から一般的に採用されている。また、ドライバー・シートにおいて、エアクッションを腰部に当てて正しい姿勢を保つ方法も提案されている（特許文献１）。

腰痛や疲労を和らげるための別の椅子の構造として、椅子の座面や背面の形状を、大腿部、臀部のような身体の凸部の形状に合わせた曲面形状にして接触面積を大きくすることにより、圧力分散をはかる構造も提案されている（特許文献２、３）。また、身体の姿勢を強制的に正常に保つ構造の椅子の一例として、図１に示すような、座骨を囲んで腰椎を支える形態の一体化シェル構造の脚付き椅子、あるいは座椅子が市販されている（非特許文献１）。

登録実用新案第３２０３３９２号公報 登録実用新案第３０８９９５９号公報 登録実用新案第３１７６３０５号公報

MTG: https://www.mtgec.jp/shop/e/est-all/#

ここで、長時間座ると腰痛が発生する理由について図２を参照しながら説明する。骨盤の最上部の仙骨から上には複数の腰椎が並んでおり、正しい姿勢では脊椎がＳ字カーブをなしている。腰椎間には椎間板があり、正しい姿勢では椎間板の縦断面は三角形状をなして脊椎のＳ字カーブを保つようになっている（点線の人体の状態）。しかし椅子に座った瞬間に、骨盤の最下部の座骨が、上からの体重と大腿部のハムストリング筋肉の張力により後ろ向きに回転してしまい、腰椎はＳ字カーブを保つための湾曲した状態から直線状になる。そして三角形状の断面の椎間板は扁平な長方形状に変形して神経側に押し出され、それによって神経を圧迫するので、この状態を継続すると腰痛を感じるようになる（実線の人体の状態）。

また、座骨が後傾することにより、Ｓ字カーブを保っている腹直筋、殿筋、腸腰筋、脊柱起立筋、ハムストリング等の筋肉のバランスが崩れ、体重を受け止めようとして筋肉が緊張状態になり、血流が悪化することでも腰痛が発生する。従って、長時間の着座によっても腰痛になり難い構造の椅子を提供するには、これらの腰痛の生理学的要因に対応した、すなわち脊椎のＳ字カーブを自然に維持することが可能な構造にする必要がある。

前述のような、ばね、ウレタンフォーム等の弾性素材を用いて圧力を分散させる方法は、脊椎を理想的なＳ字カーブに保つものではなく、身体にとって不自然な姿勢も許容するため、長時間着座すると腰痛が発生するという問題は解決できなかった。また、ウレタンフォームの使用は、その厚みのために折畳み椅子や積み重ねが必要な椅子（スタッキングチェア）には適用し難い等、用途が限定されるという欠点もあった。腰部にのみエアクッションを当てる方法（特許文献１）は、本発明のように椅子自体が変化する構造ではなく、ただ腰椎を後方から前方に押し出すだけなので、身体全体を自然な姿勢に保つことは難しく、姿勢が不安定になる欠点がある。

また図１のシェル構造の場合は、座骨を掴んで腰椎を支えて脊椎のＳ字カーブを保つ構造ではあるが、後で詳細に説明するように、本発明のように着座により背面が前方に回転する構造ではないため、S字カーブを自然に維持することは難しい。また、シェル構造の製造には型を作製する必要があるため、座る人のサイズに完全に適応したサイズの座部を造ることは難しいという欠点もある。

本発明の目的は、上記長時間の着座による腰痛の問題を低減、回避でき、長時間座っても疲れ難く、かつ軽量で種々の用途にも適用できる構造の椅子を提供することである。

本発明による椅子は、
少なくとも、着座面と背凭れを構成する骨組みを形成するフレームと、該フレームに周端が保持された伸縮性を有する張り材とから構成された椅子であって、
着座によって前記着座面が下方に変位するとともに、それと連動して前記背凭れの少なくとも一部が前方に変位する機構をさらに備えている。

本発明による椅子の一つの態様としては、
前記フレームが枠状の外側フレームと該外側フレームの内側に配置される枠状の内側フレームから構成され、
前記張り材は前記外側フレームに保持され、
前記内側フレームは、前記外側フレームの前記張り材の下側に接触して配置されるとともに、前記外側フレームの張り材と結合して保持され、
着座によって前記内側フレームの前記着座面が下方に変位するとともに、それと連動して前記内側フレームの前記背凭れが前方に変位するようにされている。

前記外側フレームに脚部が設けられていてもよい。
また、前記内側フレームの前記背凭れの高さが、腰部の上部かつ背部の下部の位置になるようにされ、
前記外側フレームの左右の腰部の位置にリクライニング回転軸が設けられ、これを中心にして前記外側フレームの上部が後方に傾斜可能にされていてもよい。

さらに、座骨の前方への移動を防止するための、前記内側フレームの前記着座面の前側の中央部に上方向の突起部を設けてもよい。

本発明による椅子の別の態様としては、
前記フレームが、それぞれが左右の対からなる前脚フレーム、後脚フレーム、背フレーム、および座フレームの複数の部分フレームから構成され、
全ての前記部分フレームの一端が、一つの回転ヒンジにより回転可能に結合され、
さらに、左右の前記前脚フレームは前脚貫で、左右の前記後脚フレームは後脚貫で、左右の前記座フレームは座前貫で、左右の前記背フレームは背貫でそれぞれ連結されて固定され、
それぞれの前記部分フレームの前記回転ヒンジとは反対側の左右の端部は、左右に１本づつ配置された伸縮性のないロープの予め決められた位置に連結されており、
左右の前記ロープの両端にはそれぞれ一対のファスナが取り付けられ、前記一対のファスナをそれぞれ連結させれば着座可能な状態となり、前記一対のファスナを外せば折畳み可能となる。

前記張り材は、接触する身体の凸部の圧力の大きさに応じた、伸縮度の大きさが異なる複数の領域を有していてよく、特に、
前記張り材の身体の腰部が接触する領域の伸縮度が、臀部および背部（背中）が接触する領域の伸縮度よりも小さいことが好ましい。

また、前記張り材がホールガーメント編（登録商標）で作製された素材であることが好ましい。

本発明による構造の椅子は、長時間の着座時に発生する腰痛、筋肉痛や疲労の問題を低減できるという大きな効果をもたらす。さらに、本発明による構造の椅子は、軽量であり、折畳み椅子や積層可能な椅子（スタッキングチェア）、座椅子等、多様な形態の椅子に適用可能であるという利点もある。

図１は、市販の、座骨を囲んで腰椎を支える形態の一体化シェル構造の椅子の模式的外観図を示す。 図２は、椅子に着座した時の、臀部、腰部、背部の骨と筋肉の状態を模式的に示した図である。 図３は、本発明の実施例によるスタッキングチェアの外観斜視図を示す。 図４は、本発明の実施例によるスタッキングチェアの内側フレームの変位の状態を、着座していない状態（Ａ）と着座した状態（Ｂ）のそれぞれについて模式的に示した図である。 図５は、本発明の別の実施例による、自動車のドライバーの座席に設置する形態のリクライニングシートの外観斜視図を示す。 図６は、本発明の別の実施例によるリクライニングシートの内側フレームの変位の状態を、着座していない状態（Ａ）と着座した状態（Ｂ）のそれぞれについて示した外観図である。 図７は、本発明のまた別の実施例による折畳み椅子の、組立て後の外観図を示した図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は上面図である。 図８は、本発明のまた別の実施例による折畳み椅子の、折畳んだ後の外観図とその部品の拡大図である。 図９は、本発明のまた別の実施例による折畳み椅子の、着座していない状態（Ａ）と着座した状態（Ｂ）のそれぞれについて、張り材の変位の状態を示した外観図である。 図１０は、椅子に着座した時の、折畳み椅子の座面と背凭れの変位と、それに伴う身体の姿勢の変化を、本発明の機能がない場合（実線）とある場合（破線）について示した模式図である。

本発明による椅子は、基本的には伸縮性のある張り材が保持された金属製パイプからなる枠状フレームと、これに任意に脚部を取り付けた構造を有する。また、この張り材の伸縮度は全面に渡って一様ではなく、人体からの圧力の大きさに応じて位置によって異なる伸縮度を有する。以下に実施例に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施例１による積重ね可能な椅子（スタッキングチェア）１００の外観斜視図を図３に示す。外側フレーム１０とその内側の内側フレーム１２を備え、外側フレーム１０の内側には伸縮性のある張り材１４が張られており、内側フレーム１２は張り材１４に接触してその下側に配置されている。外側フレーム１０の張り材１４は、内側フレーム１２を保持する構造にされており、外側フレーム１０の側部と内側フレーム１２の側部の間は張り材１４によって外側フレーム１０に保持されている。また、外側フレーム１０には４本の脚部１６が固着されている。

本発明では、張り材１４は接触する身体の部位によって伸縮度を変化させるため、ホールガーメント（Ｗｈｏｌｅｇａｒｍｅｎｔ）編（登録商標）で作製したものを用いることが好ましい。この素材は通気性も良く、発汗性を妨げないで長時間の着座でも不快にならないという利点もある。なお、図３の張り材１４を表す細線の１本は１本の繊維を表しているのではなく、伸縮度の大きさを模式的に表したものであり、密度の少ない領域は伸縮度が大きく（変形し易く）、密度の多い領域は伸縮度が小さい（変形し難い）ことを表している。本実施例では、内側フレーム１２の臀部と背部がそれぞれ接触する張り材１４の領域、すなわちハート型の臀部領域５、および背部領域７は伸縮度が大きく造られているのに対して、腰部が接触する腰部領域６は横方向全体に渡って伸縮度が小さく造られている。これにより、前方に滑り出して後傾しやすい座骨を掴み、座骨を後傾ではなく前傾させることができる。このような張り材１４の領域によって伸縮度の大きさを変えることは、椅子の用途や構造に応じて適宜適用すればよい。

図４は、図３のスタッキングチェア１００に人が着座していない状態（Ａ）と着座した状態（Ｂ）の、内側フレーム１２内の張り材１４の変位の状態をそれぞれ模式的に示した図である。着座していない状態（Ａ）では、内側フレーム１２の座面１と背面２は、張り材１４に接触していることによって外側フレーム１０の対応部分と同じ方向を向いている。

これに対して、着座した状態（Ｂ）では、張り材１４の臀部領域５が下方向に沈むことにより、座面１には外側フレーム１０と内側フレーム１２の折り曲げ部３を中心にした回転モーメントが働くため、座面１は下方向に回転する。張り材１４の臀部領域５は伸縮度が大きく造られて下方向に沈み易くされているので、座骨を確実に掴むことができる。一方、背面２は座面１の回転に伴って折り曲げ部３を中心に回転して前方に傾く。この際、背部領域７は伸縮度が大きく造られ、腰部領域６は前述のように伸縮度が小さく造られているので、背面２に寄りかかった場合、腰部は背部ほど後方に傾斜しない。その結果脊椎のＳ字カーブは保たれ、腰痛を起こし難い姿勢に自然に保たれるようにされている。

図５は、自動車のドライバーの座席に設置するタイプのリクライニングシート２００の外観斜視図を示す。実施例１と同様に、外側フレーム１０と内側フレーム１２の２重フレーム構造となっている。外側フレーム１０には折り曲げ部３に座貫２８が設けられて補強されている。内側フレーム１２の背面の上端の高さは、外側フレーム１０の高さの半分程度にされ、腰部の上端に位置するようにされている。また、外側フレーム１０の腰部領域６の位置の左右には、外側フレーム１０の背面２を後方に傾斜させることが可能なリクライニング回転軸２２が設けられている。さらに、運転中の連続的な振動によって座骨が後傾しがちになるため、大腿部の左右の中間の位置に相当する内側フレーム１２の前側中央部には内側フレーム突起部２４が上向きに設けてあり、座面の張り材に施した伸縮度の大きいハート型の領域で座骨を掴む効果に加えて、座骨を前方に移動させない効果を高めている。

図６は、図５のリクライニングシート２００に人が着座していない状態（Ａ）と着座した状態（Ｂ）を示した図である。着座によって主に内側フレーム１２の位置が移動することが分かる。着座していない状態（Ａ）では、内側フレーム１２は、張り材１４の張力によって、内側フレーム１２内部の座面１と背面２が、外側フレーム１０の対応部分と同様の方向を向いており、内側フレーム１２の最上部である湾曲した背貫２６は、外側フレーム１０の背面２から後方に浮いたようになっている。

一方、着座した状態（Ｂ）では、内側フレーム１２の座面１が、体重によって外側フレーム１０の折り曲げ部３を中心に回転しながら下方向に沈み込んでいる。それに伴って内側フレーム１２の背面２は、折り曲げ部３を中心に回転しながら前方に傾斜して垂直方向に立ち上がり、湾曲した背貫２６は外側フレーム１０の背面２の張り材１４に接触する状態になる。着座して背部を背面２に凭れると、リクライニング回転軸２２により背部は後方に傾斜できるが、腰部領域６は上述のように伸縮度が小さく造られているので、腰部は背部ほど後方に傾斜しない。その結果、脊椎のＳ字カーブは保持され、正しい姿勢が自然に保たれる。従って、本実施例によれば、長時間運転しても腰痛が起こり難い椅子の構造が実現できる。

図７は、本発明による、キャンプでも使用可能な折畳み椅子３００の組立て後の外観図を示す。（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は上面図である。側面図（Ｂ）からわかるように、折畳み椅子３００は、前脚フレーム３０、後脚フレーム３２、背フレーム３４、座フレーム３６の４種類のフレームの一端が、回転ヒンジ３８を中心に回転可能に結合された構造になっている。各フレームは軽量化のためアルミ合金のパイプで作製されている。

また、左右の前脚フレーム３０は前脚貫４０で、左右の後脚フレーム３２は後脚貫４２で、左右の座フレーム３６は座前貫４４で、左右の背フレーム３４は背貫２６でそれぞれ連結・固定されている。他方、回転ヒンジ３８と反対側のそれぞれのフレームの端部は、折畳み椅子３００の組立て時の外形を形成するために、１本の伸縮性のない直径６ｍｍのポリエステル製のロープ４６上の決められた位置に予め固定されている。各端部がロープ４６上に固定される位置は、椅子が完全に組立てられた時に各フレームが最適な位置に来るように決められている。

図８は、図７の折畳み椅子３００を折畳んだ時の外観図を示す。ロープ４６の両端には、ポリカーボネート製の一対のファスナ４８（図中拡大図）が取り付けられている。ロープ４６を伸ばしてファスナ４８を結合すれば椅子として使用可能な完成状態（図７（Ａ））となり、ファスナ４８を外せば図８に示すように一つに折り畳まれ、容易に持ち運びが可能な状態になる。本実施例では、各フレームの回転ヒンジ３８とは反対側の端部をロープ４６に予め固定した態様としているが、ロープ４６上の決められた位置に、各フレームの端部を固定するための部品を取り付け、これに固定するようにしても良い。

図９は、図７に示した折畳み椅子に人が着座していない状態（Ａ）と着座した状態（Ｂ）の、張り材の変形の状態をそれぞれ示した図である。両者を比較すると、着座した状態（Ｂ）では、座面１の臀部領域５と大腿部領域８が体重によって下方向に沈み込む結果、座フレーム３６が回転ヒンジ３８を中心に下方向に傾斜する。一方、腰部と背部が接する背面２は、ロープ４６を介して座フレーム３６に引っ張られ、前方向に傾斜する。

図１０は、図９で説明した着座による椅子の変形と、身体の姿勢との関係を説明する図である。本発明による回転機構を備えていない場合（実線の人体）には、背部は背フレーム３４に凭れた状態で後方に傾斜した状態となるが、本発明による椅子に着座した場合（破線の人体）には、体重による座フレーム３６の下方向の変位に伴い、背フレーム３４はロープ４６に引っ張られて垂直方向に立ち上がるため、背部も垂直に少し起こされた状態となる。しかし実施例１でも述べたように、腰部に接触する張り材の腰部領域６は横方向全体に渡って伸縮度が小さく造られているので、背部を後方に傾斜させても腰部は背部ほど傾斜しないため、脊椎のＳ字カーブは保持されて正しい姿勢が自然に保たれる。

なお、本発明の説明は上記実施例に基づいてなされたが、本発明はそれに限定されず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更や修正をすることができることは当業者に明らかである。例えば、上述の実施例では、張り材の伸縮度は大きい領域と小さい領域の２種類で構成したが、これら２つの領域の間に中間の伸縮度の領域を設けてもよく、あるいはこれら２つの領域の間の伸縮度を連続的に変化させてもよい。

１００ スタッキングチェア
１ 座面
２ 背面
３ 折り曲げ部
５ 臀部領域
６ 腰部領域
７ 背部領域
８ 大腿部領域
１０ 外側フレーム
１２ 内側フレーム
１４ 張り材
１６ 脚部
２００ リクライニングシート
２０ 折り曲げ部
２２ リクライニング回転軸
２４ 内側フレーム突起部
２６ 背貫
２８ 座貫
３００ 折畳み椅子
３０ 前脚フレーム
３２ 後脚フレーム
３４ 背フレーム
３６ 座フレーム
３８ 回転ヒンジ
４０ 前脚貫
４２ 後脚貫
４４ 座前貫
４６ ロープ
４８ ファスナ

Claims (8)

1. 少なくとも、着座面と背凭れを構成する骨組みを形成するフレームと、該フレームに周端が保持された伸縮性を有する張り材とから構成され、
   着座によって前記着座面が下方に変位するとともに、それと連動して前記背凭れの少なくとも一部が前方に変位する機構をさらに備えた椅子であって、
   前記フレームが枠状の外側フレームと該外側フレームの内側に配置される枠状の内側フレームから構成され、
   前記張り材は前記外側フレームに保持され、
   前記内側フレームは、前記外側フレームの前記張り材の下側に接触して配置されるとともに、前記外側フレームの張り材と結合して保持され、
   着座によって前記内側フレームの前記着座面が下方に変位するとともに、それと連動して前記内側フレームの前記背凭れが前方に変位するようにされている
   椅子。
2. 前記外側フレームに脚部が設けられた、請求項１に記載の椅子。
3. 前記内側フレームの前記背凭れの高さが、腰部の上部かつ背部の下部の位置になるようにされ、
   前記外側フレームの左右の腰部の位置にリクライニング回転軸が設けられ、これを中心にして前記外側フレームの上部が後方に傾斜可能にされている、請求項１に記載の椅子。
4. 座骨の前方への移動を防止するための、前記内側フレームの前記着座面の前側の中央部に上方向の突起部を設けた、請求項１に記載の椅子。
5. 少なくとも、着座面と背凭れを構成する骨組みを形成するフレームと、該フレームに周端が保持された伸縮性を有する張り材とから構成され、
   着座によって前記着座面が下方に変位するとともに、それと連動して前記背凭れの少なくとも一部が前方に変位する機構をさらに備えた椅子であって、
   前記フレームが、それぞれが左右の対からなる前脚フレーム、後脚フレーム、背フレーム、および座フレームの複数の部分フレームから構成され、
   全ての前記部分フレームの一端が、一つの回転ヒンジにより回転可能に結合され、
   さらに、左右の前記前脚フレームは前脚貫で、左右の前記後脚フレームは後脚貫で、左右の前記座フレームは座前貫で、左右の前記背フレームは背貫でそれぞれ連結されて固定され、
   それぞれの前記部分フレームの前記回転ヒンジとは反対側の左右の端部は、左右に１本づつ配置された伸縮性のないロープの予め決められた位置に連結されており、
   左右の前記ロープの両端にはそれぞれ一対のファスナが取り付けられ、前記一対のファスナをそれぞれ連結させれば着座可能な状態となり、前記一対のファスナを外せば折畳み可能となる
   椅子。
6. 前記張り材は、接触する身体の凸部の圧力の大きさに応じた、伸縮度の大きさが異なる複数の領域を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の椅子。
7. 前記張り材の身体の腰部が接触する領域の伸縮度が、臀部および背部が接触する領域の伸縮度よりも小さくされている、請求項６に記載の椅子。
8. 前記張り材がホールガーメント編（登録商標）で作製された素材である、請求項７に記載の椅子。