JPH0984656A

JPH0984656A - 体動誘発装置

Info

Publication number: JPH0984656A
Application number: JP24925895A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yamazaki; 好幸山▲崎▼; Akinori Horiguchi; 明伯堀口; Nobuhisa Okamoto; 宜久岡本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: JP3700211B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＯＡ作業者、車両の運転者等の長時間着座姿
勢を継続する者に対し、微小な姿勢変化をさせ易くし
て、疲労および腰痛を軽減する。【解決手段】着座者の身体の微小な動きを検出する体
動検出手段と、この体動検出手段により検出された体動
に基づき、着座者の自発的な体動を喚起ないし加速し得
るようにシート状態を変化させる体動補助手段とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ作業者、車両
の運転者等の長時間着座姿勢を継続する者に対し、微小
な姿勢変化をさせ易くして、疲労および腰痛を軽減する
ための体動誘発装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車専用道路網の整備が進むに
伴い、長時間高速で運転することが頻繁に行なわれるよ
うになってきている。このような状況下では、運転者
は、長時間高負荷の運転を強いられることになるが、着
座姿勢で長時間身体を拘束されると、血行不良あるいは
静的な筋疲労等により、身体的疲労および腰痛等が生じ
る。そして、これを解決する手段として、シート形状を
変化させることにより姿勢の変化を生じさせるシートが
従来から種々提案されている。

【０００３】例えば車両用シートに関してみれば、その
形状変化を生じさせるタイミングは、乗車時間によるも
の（特開平１−４４３５５号）、車速および走行時間に
よるもの（特開平２−１３６３４０号）、ほぼ周期的に
行なうもの（特開平４−２２４７０９号、特開平５−１
６８５４５号、特開平５−３１７１３８号）等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種シートにおいては、着座者の意思や身体的状況と
は全く関係のないタイミングでの形状変化が生じるた
め、違和感があるのみでなく、運転者にストレスを生じ
させ易く、また運転操作に対し悪影響を及ぼすおそれが
あった。また、自発的な筋活動でなければ、ポンプ作用
による大きな血行改善効果は期待できないことが判明し
ている。

【０００５】さらに、着座者の体圧分布が変化したとき
に適性な体圧分布に戻すために、シート各部の押圧力を
制御する方法も知られているが、同じ身体部位が常に一
定の圧力で押圧されるのを避けて虚血を防ぐ必要がある
ため、このような方法では血行不良による疲労は避けら
れないものである。

【０００６】そこで、本発明者等は、種々の実験および
考察の結果、下記の結論を得るに至った。

【０００７】(1) 自動的にシート形状を変化させる場
合、着座者が姿勢変更を望まないときに強制的に姿勢を
変化させられると、違和感を感じ、また作業または運転
操作への悪影響やストレスが生じ易いために、着座者が
姿勢変更を望むときにシートの状態を変化させる方が有
効である。

【０００８】(2) したがって、シートの状態変化は、あ
くまでも自発的な姿勢変化を起こし易くするように補助
的なものとし、自発的に筋肉を動かして姿勢変化を生じ
させ、筋肉のポンプ作用により血行改善効果を向上させ
ることが肝要である。

【０００９】(3) たとえ適性な着座姿勢をとっていて
も、長時間拘束されれば疲労よび腰痛が必然的に発生す
る。また、疲労軽減に有効な自発的体動は、着座時間の
経過に伴って少なくなってくるため、自発的な姿勢変化
をある程度の頻度で断続的に継続させなければならな
い。

【００１０】(4) 虚血の防止や血行の改善のためには、
体圧分布を常に一定の状態にせずに変化させ得るように
しておかなければならない。

【００１１】(5) むやみに大きく身体全体を動かすこと
は全身の疲労を招くため、着座時に疲労が集中する腰
部、でん部の疲労を効果的に軽減する自発的体動を誘発
させる必要がある。

【００１２】本発明者等は以上の知見に基づき本発明を
提案するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による体動誘発装
置は、着座者の身体の微小な動きを検出する体動検出手
段と、該体動検出手段により検出された体動に基づき、
着座者の自発的な体動を喚起ないし加速し得るようにシ
ート状態を変化させる体動補助手段とを備えてなること
を特徴とするものである。

【００１４】その場合、上記体動検出手段を、着座者の
身体の微小な動きを受容する姿勢変化受容部と、該姿勢
変化受容部により受容された姿勢変化量を機械工学的な
エネルギーに変換するエネルギー変換部とにより構成
し、このエネルギー変換部により変換されたエネルギー
を直接あるいは蓄積後、上記体動補助手段に伝達してこ
の体動補助手段を駆動する駆動手段をさらに備えたもの
とすることができる。

【００１５】上記体動検出手段は、着座者の骨盤の微小
な動きを検出する手段よりなることが好ましい。また、
上記姿勢変化受容部と上記体動補助手段とを一体の弾性
板により構成することができる。

【００１６】上記体動補助手段は、ランバーサポートを
動かす手段、上記体動補助手段が、シート座面の角度お
よび／または高さを変更する手段、あるいは、シートバ
ックの角度を変更する手段とすることができる。

【００１７】さらに、着座者の体動検出位置および／ま
たは上記シート状態の変化態様を、着座者の体格に応じ
て調節し得る調節機構を備えていることが好ましい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、着座者が疲労のため無
意識に身体を動かしたとき、または動きたいと感じて自
発的に動いたときに、検出された着座者の身体の微小な
動きがフィードバックされて、着座者の動きを補助また
は増幅するようにシート状態が変化するように構成され
ているため、違和感が少なく、かつ自発的な動きである
ため、筋肉のポンプ作用によって、血行が改善され、疲
労が生じにくい効果がある。

【００１９】図１７（ａ）は、通常のシートに着座して
いるときの着座者の体動頻度の時間的変化を示すグラフ
で、体動頻度が時間の経過とともに減少して疲労が蓄積
される状態を示している。そして、疲労が相当に蓄積さ
れた状態に達すると、疲労対処行動によって体動頻度が
増大しているが、この時点では既に手遅れになってい
る。

【００２０】これに対して、本発明による体動誘発装置
を備えたシートに着座しているときの着座者の体動頻度
は、図１７（ｂ）に示すように、適度な体動が維持され
るため、疲労しにくいことが判る。

【００２１】本発明において、着座者の自発的な体動を
喚起ないし加速し得るようにシート状態を変化させる体
動補助手段としては、モータ等の動力源を用いることに
より容易に達成することができるが、体動検出手段を、
着座者の身体の微小な動きを受容する姿勢変化受容部
と、この姿勢変化受容部により受容された姿勢変化量を
機械工学的なエネルギーに変換するエネルギー変換部と
により構成し、このエネルギー変換部により変換された
エネルギーを直接あるいは蓄積後、上記体動補助手段に
伝達してこの体動補助手段を駆動する駆動手段を設けた
場合は、モータ等の動力源を必要とすることなしに本発
明による体動誘発装置を構成することが可能になり、安
価な体動誘発装置を提供することができる。

【００２２】また、着座者の視線、上肢、下肢の動きが
最小限になり、かつ疲労軽減効果がある動きとして、骨
盤上部を動かすことがよいとされている。そこで、着座
者の身体の微小な動きを検出する体動検出手段として、
着座者の骨盤上部の動きを検出する手段を設け、この手
段により検出された骨盤上部の動きに基づいて、骨盤上
部が動くようにシート状態を変化させることにより、著
しい疲労軽減効果を奏することができる。

【００２３】骨盤上部を動かす手段としては、一般に、
シートバックに設けたランバーサポートを動かせばよい
が、その他、シート座面の角度および／または高さを変
更する手段、あるいは、シートバックの角度を変更する
手段ならびにこれらの組み合わせによっても、疲労軽減
効果を得ることができる。

【００２４】さらに、体動検出位置および／またはシー
ト状態の変化態様を、着座者の体格に応じて調節し得る
調節機構を備えることにより、着座者の体格の相違に拘
らず、常に最良の効果を奏することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００２６】図１は、本発明による体動誘発装置を適用
した車両用シートの斜視図で、このシートＳは、シート
クッション１とシートバック２により構成されている。
シートバック２の内部には、図２に示すように、着座者
３の骨盤４を背後から支え得る位置にランバーサポート
５が設けられている。

【００２７】ランバーサポート５は、平板状の弾性板よ
りなる裏板５ａと、裏板５ａの上端からヘヤピン状に折
り曲げられ、かつ着座者３側に凸の曲面をなす弾性板よ
りなる表板５ｂとにより一体に形成され、下端を支点Ｆ
₁にして前後に揺動可能にシートＳに取り付けられてい
る。

【００２８】図３は、本発明による体動誘発装置の第１
の実施の形態の構成を機能的に示す背面図、図４は図３
のIV−IV線に沿った断面図である。ランバーサポート５
は、シートフレーム６から水平方向に延びる軸７を支点
Ｆ₁にして揺動し得るように下端を係止されており、こ
のランバーサポート５の裏板５ａの上方部にカム８が当
接している。そして、シートフレーム６に固定されたモ
ータ９によってカム８が回動されることによって、ラン
バーサポート５が揺動されるようになっている。

【００２９】また、ランバーサポート５のほぼ中央部の
表板５ｂと裏板５との間には、表板５ｂと裏板５ａとの
間の距離の変化によって着座者３の骨盤４の部位の微小
な動きを検出する変位センサ１０が設けられている。そ
して、着座者３の骨盤４の部位の微小な体動によって、
ランバーサポート５の表板５ｂと裏板５ａとの間の距離
が微小量変化すると、変位センサ１０がこれを検出し
て、検出信号をコントローラ１１に送り、コントローラ
１１はモータ９の電源を短時間ＯＮにしてカム８を所定
角度回転させ、ランバーサポート５を揺動させて、着座
者３の体動を増幅させるように構成されている。

【００３０】さらに、軸７およびモータ９のシートフレ
ーム６に対する取り付け位置を、上下方向に調整可能に
しておくことにより、変位センサ１０およびランバーサ
ポート５の上下方向の位置を着座者３の体格に合わせて
調整することができる。

【００３１】図５（ａ）の波形Ａは、変位センサ１０に
よって検出された着座者３の骨盤４の部位の微小な体動
を示し、図５（ｂ）の波形Ｂは、変位センサ１０によっ
て検出された体動に基づいて、カム８がモータ９によっ
て駆動された場合の骨盤４の部位の動きを示す。

【００３２】このように、本実施の形態においては、変
位センサ１０により検出された着座者３の身体の微小な
体動に基づき、着座者３の自発的な体動を喚起ないし加
速し得るようにランバーサポート５が変位するようにな
っている。

【００３３】図６は、体動量（mm）と血流量（ml）との
関係を示すグラフを示す。体動量は、シートバック２に
垂直な方向の骨盤４の上端の変位量を表し、血流量は、
レーザードップラー血流計により測定された下肢血流量
を表す。Ｍ₁は、血流が十分に増えない体動量の範囲
（２０mm以下）を示し、Ｍ₂は、作業ないし運転に支障
のない体動量（１００mm以下）を示す。したがって、シ
ートバックの変位による体動量は、２０mm〜１００mmの
範囲内に設定すればよいことになる。

【００３４】図７は、シートバックの１回の変位量Ｄ
（押し出しまたは戻し量：mm）に対する知覚量の関係を
示すグラフを示す。Ｔは押されていることがわかるか否
かの境界を示すしきい値で、そのときの変位量Ｄは約５
mmある。Ｄ₁は人間がまったく知覚できない変位量か
ら、動いていることはわかるが押されているとは思わな
い変位量までの範囲（０〜５mm）を示し、Ｄ₂は作業な
いし運転に支障のない変位量（１５mm以下）を示す。し
たがって、シートバックの１回の押し出し量または戻し
量は、５mm〜１５mmの範囲内に設定すればよいことにな
る。

【００３５】図８は、図６および図７から、シートバッ
クの１回の変位量と体動量との関係を求めたグラフであ
る。

【００３６】図９は、体動とランバーサポート５の位置
との関係を示すグラフである。

【００３７】図１０は、本発明による体動誘発装置の第
２の実施の形態を機能的に示す斜視図、図１１はその断
面図である。

【００３８】本実施の形態は、モータ等の特別な動力源
や制御を用いることなしに体動誘発装置を構成したもの
であり、図１と同様のランバーサポート５を備えたシー
トＳの内部に、図１２に示すように、着座者３の身体の
微小な動きを受容する体動受容部Ａと、この体動受容部
Ａにより受容された姿勢変化量を機械工学的なエネルギ
ーに変換するエネルギー変換部Ｂと、このエネルギー変
換部Ｂにより変換されたエネルギーを直接あるいは蓄積
後、体動補助部Ｄに伝達して体動補助部Ｄを駆動する駆
動部２５とを備えており、体動受容部Ａとエネルギー変
換部Ｂとにより体動検出手段が構成されている。

【００３９】本実施の形態においても、ランバーサポー
ト５は、平板状の弾性板よりなる裏板５ａと、裏板５ａ
の上端からヘヤピン状に折り曲げられ、かつ着座者３側
に凸の曲面をなす弾性板よりなる表板５ｂとにより一体
に形成され、シートフレーム６から水平方向に延びる軸
７を支点Ｆ₁にして揺動し得るように下端を係止されて
おり、このランバーサポート５の裏板５ａの上方部にカ
ム８が当接している。

【００４０】ランバーサポート５の中央部の内部には、
ランバーサポート５の表板５ｂの背面に当接するフラン
ジ１５ａを前端に備えた体動検出用ロッド１５が裏板５
ａを前後方向に貫通して設けられ、このロッド１５の後
端にはラック１６が固定されている。また、ロッド１５
のフランジ１５ａとランバーサポート５の裏板５ａとの
間には、ロッド１５を表板５ｂ側に付勢するリターンス
プリング２７が介装されている。ラック１６は、ランバ
ーサポート５の背面側に設けられたワンウエイクラッチ
付き歯車１７に噛合されている。そして、ランバーサポ
ート５の表板５ｂが後方へ押されたときのロッド１５の
後方へ向かう動きのみによって、歯車１７がこのラック
・ピニオン機構を介して微小角度ずつ一方向へ回動され
るようになっている。

【００４１】上記歯車１７およびカム８は、ランバーサ
ポート５の裏板５ａとシートフレーム６との間に設けら
れた、回転伝達手段としてのフレキシブルワイヤ１８に
それぞれ軸心を固定されており、歯車１７の回転がフレ
キシブルワイヤ１８を介してカム８に伝達されるように
なっている。

【００４２】以上の構成によって、着座者３の身体の微
小な動きが弾性板よりなるランバーサポート５の表板５
ｂによって受容され、この受容された着座者３の姿勢変
化量がロッド１５の直線運動に変換され、さらにこの直
線運動が、ラック１６とワンウエイクラッチ付き歯車１
７とよりなるラックピニオン機構により回転運動に変換
され、この回転運動がフレキシブルワイヤ１８を介して
駆動部であるカム８に直接伝達され、ランバーサポート
５がカム８により駆動されて揺動するように構成されて
いる。

【００４３】図１３は、図１０に示す構成をさらに具体
的に示す背面図、図１４は図１３のXIV−XIV 線に沿っ
た断面図である。

【００４４】図１３および図１４において、ワンウエイ
クラッチ付き歯車１７は、ランバーサポート５の背面に
設けられた垂直方向に延びる軸１９に、ウォーム２０と
ともに支持されており、ワンウエイクラッチ付き歯車１
７の一方向の回転運動は、ウォーム２０を介してウォー
ムホイール２１に伝達されるようになっている。

【００４５】一方、シートフレーム６，６に両端を回転
自在に支持された水平軸２２に、ランバーサポート５駆
動用のカム８，８および従動歯車２３が固定され、この
従動歯車２３に噛合する駆動歯車２４に対し、ウォーム
ホイール２１の回転運動がフレキシブルワイヤ１８を介
して伝達されることにより、カム８，８が一方向に回動
されて、ランバーサポート５を揺動させるように構成さ
れている。

【００４６】なお、本実施例においては、カム８に対し
てワンウエイクラッチ付き歯車１７から直接回転エネル
ギーが伝達されるように構成されているが、例えばワン
ウエイクラッチ付き歯車１７の回転エネルギーをゼンマ
イ等に蓄積し、そのエネルギー蓄積量が所定値を超える
と、蓄積エネルギーを解放してカム８が回動されるよう
に構成してもよい。

【００４７】さらに、図示は省略するが、ランバーサポ
ート５のみでなく、シートクッション１の内部にも、カ
ムの回動によって揺動される大腿部駆動プレートを設け
て、この大腿部駆動プレート駆動用のカムをランバーサ
ポート５駆動用のカム８とともにフレキシブルワイヤを
介して回動させるようにしてもよい。

【００４８】その他、シートクッションの座面の角度お
よび／または高さを変更する手段、あるいは、シートバ
ックの角度を変更する手段ならびにこれらの組み合わせ
を併用してもよい。

【００４９】図１５は、本発明による体動誘発装置の第
３の実施の形態を概略的に示す説明図である。

【００５０】本実施の形態では、シートバック２の上記
ランバーサポート５が設けられる部位に、ランバーサポ
ート５に代えて、液体が充填される弾性体よりなるバル
ーン３０が設けられており、このバルーン３０の内部圧
力の変化によって、着座者３の自発的な体動を喚起ない
し加速し得るようにシート状態を変化させるように構成
されている。

【００５１】すなわち、着座者３の骨盤４の部位の微小
な動きを検出する変位センサ１０の検出出力によって起
動されて、リザーブタンク３１内の液体を逆流防止弁３
２が介設された液路３３を通じてバルーン３０に送給す
るポンプ３４と、バルーン３０からリザーブタンク３１
に通じる液路３５に介設された圧力弁３６と備えてい
る。

【００５２】そして、圧力弁３６が液路３５を閉じた状
態でポンプ３４が駆動されてバルーン３０内の液体の圧
力が所定値Ｐ₁に達すると、図１６に示すように、圧力
弁３６が開いてバルーン３０内の液体がリザーブタンク
３１に戻され、これにより、バルーン３０内の液体の圧
力が所定値Ｐ₂まで低下すると、圧力弁３６が閉じられ
るように構成されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による体動誘発装置を適用した車両用シ
ートの斜視図

【図２】着座者の骨盤をランバーサポートが背後から支
えている状態を示す説明図

【図３】本発明による体動誘発装置の第１の実施の形態
の構成を機能的に示す背面図

【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図

【図５】着座者の骨盤の部位の微小な体動と本発明によ
る体動誘発装置によって誘発される体動とを示すグラフ

【図６】体動量と血流量との関係を示すグラフ

【図７】シートバックの１回の変位量に対する知覚量の
関係を示すグラフ

【図８】シートバックの１回の変位量と体動量との関係
を示すグラフ

【図９】体動とランバーサポート５の位置との関係を示
すグラフ

【図１０】本発明による体動誘発装置の第２の実施の形
態を機能的に示す斜視図

【図１１】図１０の装置の断面図

【図１２】本発明による体動誘発装置の第２の実施の形
態の機能ブロック図

【図１３】図１０に示す構成をさらに具体的に示す背面
図

【図１４】図１３の XIV−XIV 線に沿った断面図

【図１５】本発明による体動誘発装置の第３の実施の形
態を概略的に示す説明図

【図１６】同、圧力弁の動作を示すグラフ

【図１７】本発明による体動誘発装置の効果に説明に供
する図

【符号の説明】

１シートクッション２シートバック３着座者４骨盤５ランバーサポート８カム９モータ１０変位センサ１１コントローラ１６ラック１７ワンウエイクラッチ付き歯車１８フレキシブルワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着座者の身体の微小な動きを検出する体
動検出手段と、該体動検出手段により検出された体動に基づき、着座者
の自発的な体動を喚起ないし加速し得るようにシート状
態を変化させる体動補助手段と、を備えてなることを特
徴とする体動誘発装置。
【請求項２】上記体動検出手段が、着座者の身体の微
小な動きを受容する姿勢変化受容部と、該姿勢変化受容
部により受容された姿勢変化量を機械工学的なエネルギ
ーに変換するエネルギー変換部とよりなり、該エネルギー変換部により変換されたエネルギーを直接
あるいは蓄積後、上記体動補助手段に伝達して該体動補
助手段を駆動する駆動手段をさらに備えてなることを特
徴とする請求項１記載の体動誘発装置。
【請求項３】上記体動検出手段が、着座者の骨盤の微
小な動きを検出する手段よりなることを特徴とする請求
項１または２記載の体動誘発装置。
【請求項４】上記姿勢変化受容部と上記体動補助手段
とが一体の弾性板により構成されてなることを特徴とす
る請求項２または３記載の体動誘発装置。
【請求項５】上記体動補助手段が、ランバーサポート
を動かす手段よりなることを特徴とする請求項１ないし
４のいずれか１項記載の体動誘発装置。
【請求項６】上記体動補助手段が、シート座面の角度
および／または高さを変更する手段よりなることを特徴
とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の体動誘発
装置。
【請求項７】上記体動補助手段が、シートバックの角
度を変更する手段よりなることを特徴とする請求項１な
いし６のいずれか１項記載の体動誘発装置。
【請求項８】着座者の体動検出位置および／または上
記シート状態の変化態様を、着座者の体格に応じて調節
し得る調節機構を備えてなることを特徴とする請求項１
ないし７のいずれか１項記載の体動誘発装置。