JPH11248409A

JPH11248409A - シートの着座時形状測定方法

Info

Publication number: JPH11248409A
Application number: JP6436198A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Ogasawara; 絋充小笠原
Original assignee: Tachi S Co Ltd
Current assignee: Tachi S Co Ltd
Priority date: 1998-02-28
Filing date: 1998-02-28
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】反力の条件や変則的な形状変化に対応可能で
あるとともに、三次元的な画像表現を容易に可能にす
る。【構成】センサマット12(12-S/B、12-S/C) を供試シー
ト10の着座面に配設し、対応する型板での押圧によっ
て、供試シートの静たわみ特性をセンサマットの感圧セ
ンサ毎に測定するとともに、被試験者の着座のもとでの
体圧分布を感圧センサ毎の圧力値として測定する。そし
て、体圧分布測定による圧力値を、静たわみ特性の測定
による変位量に変換し、感圧センサ毎の変位量を絶対位
置データに変換することによって、供試シート10の全体
的な着座時形状を算出、表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、着座状態におけ
るシート形状を測定するためのシートの着座時形状測定
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車に対する一般ユーザーの関
心は、自動車室内のインテリア、特にシートに向けられ
ており、その傾向も、デザイン重視から、デザインに加
えた機能的性能の充実度の重視に変わりつつある。その
ため、着座姿勢の傾向や着座により変化する着座時のシ
ート形状を知ることが、自動車等のシートの研究、開発
の上での重要点となることから、着座者側の着座姿勢か
らシートの着座時形状を測定、推定することが、メーカ
ーサイドにおいては一般的に行われている。

【０００３】着座姿勢の測定方法として、ストレイン・
ゲージ法が一般的に知られている。ストレイン・ゲージ
法は、ステンレス製薄板等からなる金属の薄板に等間隔
でストレインゲージ（抵抗歪式センサ）を貼付して歪量
を測定し、その歪量から各ゲージ貼付位置の曲率半径を
求めて、計算により、スムーズな曲線を得るものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このス
トレイン・ゲージ法は、薄板の歪量から各ゲージ貼付位
置の曲率半径を求めるものであるため、たとえば、トリ
ムカバーの張力、シートパッドの弾力、およびS ばね等
の支持部材の支持力等の影響、つまり反力の条件の影響
の大きい箇所や、シート表面の部位の境界部分等のよう
な窪みのある部分等のような、曲率変化の出難い変則的
な形状変化を生じる箇所での測定には不向きであるとい
える。つまり、ストレイン・ゲージ法は、シートの着座
時形状の概略の測定には向いているが、着座時のシート
の全体形状の容易、かつ正確な測定には不向きであると
いわざるを得ない。

【０００５】そして、ストレイン・ゲージ法は、各ゲー
ジの貼付位置における曲率半径を求めるものであること
から、着座によって直接的に変形する部分、つまり着座
者身体の密着部分の形状算出に適している反面、着座者
身体の密着しない部分、たとえばシートバックの上下端
部、シートクッションの前後端部、あるいはそれぞれの
左右の側端部等の形状測定は行えないとともに、着座者
身体の密着部分と非密着部分との境界部も不明瞭とな
る。つまり、ストレイン・ゲージ法による形状測定の際
においては、この着座者身体の密着しないシートバック
の上下端部、シートクッションの前後端部等が、着座姿
勢、シート形状のいずれの対象にもなり得ないため、こ
のストレイン・ゲージ法においてシートの着座時形状を
全体的に認識、表示することは、きわめて困難といわざ
るを得ない。

【０００６】また、このストレイン・ゲージ法では、特
定の基準点からの距離として、各ゲージ貼付位置の曲率
半径が求められるため、基準点から遠い位置のストレイ
ンゲージにおいては、基準点に近い位置のストレインゲ
ージからの累積誤差により、測定位置のずれが生じる虞
れがある。従って、測定の正確性の低下を伴いやすい。

【０００７】更に、シートの設計等においては、コンピ
ュータを使用した画像処理技術により、シート形状の立
体表現（三次元的表現）が一般的に行われている。しか
し、ストレイン・ゲージ法による測定データは、二次元
的な表現にしか適用できないため、シートの着座時形状
の三次元的表現が容易に行えない。

【０００８】この発明は、反力の条件や変則的な形状変
化に対応可能であるとともに、三次元的な画像表現を容
易に可能とするシートの着座時形状測定方法の提供を目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明によれば、縦方向、横方向の等間隔毎に感
圧センサの配置されたセンサマットを供試シートの着座
面に配設し、対応する型板による、センサマットを介し
た押圧によって、型板圧力と押圧ストロークとの関係を
示す供試シートの静たわみ特性を、感圧センサ毎に測定
するとともに、センサマットを介した被試験者の着座の
もとでの圧力の検出によって、被試験者の着座時におけ
る供試シートの着座面での体圧分布を、感圧センサ毎の
圧力値として測定する。

【００１０】そして、体圧分布測定による感圧センサ毎
の圧力値を、静たわみ特性の測定により得られた感圧セ
ンサ毎での変位量に変換し、この感圧センサ毎の変位量
を、供試シートの外観形状に対応した絶対位置データに
それぞれ変換することによって、被試験者の着座時にお
ける供試シートの全体的な形状を算出、表示可能として
いる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について詳細に説明する。

【００１２】この発明に係るシートの着座時形状測定方
法においては、図１に示すように、供試シート（自動車
用シート）10の着座面にセンサマット12（シートバック
用センサマット12-S/B、シートクッション用センサマッ
ト12-S/C）が配設される。

【００１３】センサマット12(12-S/B、12-S/C) は、たと
えば、縦方向、横方向の等間隔毎に小型の感圧センサの
配置されたものであり、各感圧センサ毎の出力（信号）
を測定装置13のデータ入力部14で個別に監視、検出する
ことにより、各感圧センサ毎の圧力を計測可能に構成さ
れている。

【００１４】なお、センサマット12(12-S/B、12-S/C)
は、シートバック16、シートクッション18の少なくとも
着座面を覆って配置可能な形状、大きさにそれぞれ形成
され、その感圧センサの配列としては、たとえば、10mm
間隔における縦列43個×横列48個の配列が例示できる。

【００１５】この発明のシートの着座時形状測定方法
を、図２のフローチャートに沿って説明する。

【００１６】図２を見るとわかるように、この発明にお
いては、先ず、圧力と押圧ストロークとの関係を示す供
試シート10の静たわみ特性、つまり供試シート自体が持
つクッション性が、センサマット12(12-S/B、12-S/C) の
感圧センサ毎のデータとして測定される(102) 。供試シ
ート10の圧力と押圧ストロークとの関係を示す静たわみ
特性の測定は、図３に示すように、センサマット12(12-
S/B、12-S/C) の配設された供試シートのシートバック1
6、シートクッション18の着座面を、対応する試験用の
型板、つまり背型板20、および尻型板22等により、特定
の押圧ストロークのもとでそれぞれ押圧することによっ
て行われ、その際の各感圧センサからの出力信号が、デ
ータ入力部14において監視、検出されるとともに、その
計測データが、データセーブ部24において感圧センサ毎
に個別に保存される（図１参照）。

【００１７】そして、データ変換部26において、データ
セーブ部24に保存された信号から、感圧センサ毎の型板
圧力P に対する押圧ストロークS の回帰式を、以下によ
り求める。 Sn＝a₁P ＋a₂P²＋a₃P³＋・・・（なお、n は感圧センサを示す個別の数値（1 〜206
4）、P は圧力値、a₁、a₂、a₃・・・は回帰係数である。）そして、これによって、供試シート固有の圧力−押圧ス
トローク特性曲線が、感圧センサ毎に求められる（図２
の(104) ）。

【００１８】なお、供試シート10のクッション性は、各
感圧センサの配置箇所に対応するトリムカバーの張力、
シートパッドの厚み、およびS ばね等の支持部材の支持
力等の条件（反力の条件）によって異なるため、その圧
力−押圧ストローク特性曲線は感圧センサ毎に異なり、
図２の(104) に示すように、反力が大きければ破線で示
す軟らかめ曲線の方向に、反力が小さければ一点鎖線で
示す硬め曲線の方向に、それぞれ傾斜する。

【００１９】次に、図４に示すように、前工程と同様
に、供試シートのシートバック16、シートクッション18
の着座面にセンサマット12(12-S/B、12-C/C) をそれぞれ
配置した状態で、たとえば複数の被試験者に供試シート
10に順次着座してもらい、そのときの感圧センサ毎の圧
力値を測定することにより、供試シートの着座面におけ
る被試験者毎の体圧分布を測定する（図２の(106) ）。

【００２０】なお、この体圧分布の圧力値は、図１に示
すように、静たわみ測定のデータと同様に、データ入力
部14に出力されて、データセーブ部24に感圧センサ毎に
保存される。

【００２１】そして、図２に示すように、(104) でデー
タ処理された静たわみ測定によるデータと、(106) の体
圧分布測定における圧力値データとを、図１で示すデー
タ変換部26において合成し、体圧分布測定の圧力値に相
当する変位量Snを、前述の回帰式により算出、変換する
(108) 。

【００２２】次に、供試シート10の外観形状（外形形
状）が測定される（図２の(110) ）。供試シート10の外
観形状の測定には、たとえば、図５に示すような、アー
ム28aの先端に検知針28b を有する、いわゆるレイアウ
トマシーン（立体形状測定器）28が用いられる。そし
て、供試シートのシートバック16、シートクッション18
の表面に沿って検知針28b を移動させ、その位置に対応
するレイアウトマシーン26からの出力信号を、図１に示
すデータ入力部14で監視、検出し、データセーブ部24に
保存することによって、供試シート10の外観形状を測定
可能に、このレイアウトマシーンは構成されている。

【００２３】なお、この種のレイアウトマシーン自体は
公知であり、その構成自体はこの発明の趣旨でないた
め、ここでは詳細に説明しない。また、供試シート10の
外観形状が測定できれば足りるため、このようなレイア
ウトマシーン28に限定されず、他の装置によって供試シ
ートの外観形状を測定してもよい。

【００２４】このとき、供試シート10の外観形状に対応
して、各感圧センサの相当する位置の変位量Snが、デー
タ変換部26において絶対位置データに変換され、この絶
対位置データをもとに、被試験者の着座時における供試
シートの全体的な形状が、データ処理部30において算
出、推定される（図１参照）。

【００２５】シートの着座時形状の推定は、供試シート
10の無負荷時の外形位置を基準とし、これに着座時の変
形量を補正することにより行われる。たとえば、感圧セ
ンサ毎の補正点は、所定の数式等により個別に算出され
る。そして、この補正点を感圧センサの横列毎、あるい
は縦列毎に繋ぐことによって、対応する平面におけるシ
ートの着座時形状の推定断面が得られる。

【００２６】これにより得られたシートの着座時推定形
状は、図１に示すように、データ処理部30からの出力デ
ータのもとで、所定の出力手段、たとえばディスプレ
イ、プロッタ等に出力、表示される（図２の(112) ）。

【００２７】上記のように、この発明のシートの着座時
形状測定方法においては、供試シート10の体圧分布の圧
力値を、静たわみ特性の測定により得られた感圧センサ
毎での変位量に変換するため、供試シートの対応箇所、
つまり各感圧センサの相当位置で異なる反力を考慮した
変位量が得られる。つまり、供試シートの持つ反力や窪
み等の変則的な形状変化の影響を受けることなく、シー
トの着座時形状が測定できるため、この発明によれば、
供試シート10の着座時形状が容易、かつ正確に測定、推
定できる。

【００２８】そして、供試シートのシートバック16、シ
ートクッション18に対するセンサマット12(12-S/B、12-S
/C) の感圧センサの位置は、予め設定されたものであ
り、この各感圧センサからの信号のもとで、静たわみ測
定のデータ、体圧分布測定の圧力値のデータがそれぞれ
検出されるため、変位量の絶対位置データの誤差は十分
に抑制される。従って、この点からも、形状測定の正確
性が向上する。

【００２９】また、この発明は、レイアウトマシーン28
で測定した外観形状の測定データに、静たわみ特性、お
よび着座時の体圧分布をもとにした変位量を補正するこ
とで、シートの着座時形状を推定する方法であるため、
着座者身体の密着部分以外の部分、つまりシートバック
16の上下端部、シートクッション18の前後端部、あるい
はそれぞれの左右の側端部等の非密着部分の形状も容易
に測定、推定できる。従って、着座時における、供試シ
ート10の着座面の全域にわたる形状測定が容易に可能と
なり、着座者身体の密着部分、非密着部分を問わない、
シートの全体的な着座時形状の表現が適切に行える。

【００３０】ここで、この発明の着座時形状測定方法に
おいては、感圧センサ毎の変位量がx 方向、y 方向の関
数f(x、y)値で得られるため、感圧センサ毎のデータを全
て繋ぎ合わせれば、この関数からなる変位量の画像処理
により、供試シート10の着座時形状の三次元的表現化
（立体表現化）が、容易に可能となる（図２の(114)
）。

【００３１】ところで、この発明の実施の形態において
は、感圧センサ毎の変位量を絶対位置データに変換し、
これによって、供試シート10の全体的な形状を測定する
工程を例示したが、供試シートの全体的な形状でなく、
着座面の凹凸形状のみを断面、あるいは立体で得る場合
においては、図２の(110) で、感圧センサ毎の変位量を
相対位置データに変換すればよい。なお、この場合にお
いては、レイアウトマシーン28による供試シート10の外
観形状の測定は省略される。

【００３２】また、この発明の実施の形態においては、
シートバック16、シートクッション18の双方の着座時形
状を測定、表示させる工程を例示しているが、シートバ
ック、シートクッションの双方に限定されず、いずれか
一方のみを測定し表示してもよい。

【００３３】更に、この発明の実施の形態においては、
センサマット12をシートバック用センサマット12-S/Bと
シートクッション用センサマット12-S/Cとに分離してい
るが、これに限定されず、たとえば、シートバック用セ
ンサマットとシートクッション用センサマットとを一体
にした長尺の形態に、センサマットを形成してもよい。

【００３４】なお、この発明においては、供試シート10
として自動車用シートを例示しているが、着座によって
形状変化する、弾性体を有するシートであれば足りるた
め、自動車に限定されず、たとえば、電車、飛行機、船
舶や自転車、二輪車等の他の車両用のシートの着座時形
状の測定に、この発明を応用してもよい。また、車両用
シートに限定されず、各種事務用シート、劇場、映画館
等の観劇用シート、および理容、美容用シート、ならび
に家庭用シート等に対しても、この発明の着座時形状測
定方法が応用できる。

【００３５】上述した発明の実施の形態は、この発明を
説明するためのものであり、この発明を何等限定するも
のでなく、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施さ
れたものも全てこの発明に包含されることはいうまでも
ない。

【００３６】

【発明の効果】上記のように、この発明に係るシートの
着座時形状測定方法によれば、シートの体圧分布の圧力
値を、静たわみ特性の測定により得られた感圧センサ毎
での変位量に変換することにより、シートの持つ反力や
窪み等の変則的な形状変化の影響を受けることなく、シ
ートの着座時形状が測定できるため、シートの着座時形
状が容易、かつ正確に測定できる。

【００３７】そして、シートの着座面に配設したセンサ
マットの各感圧センサからの信号のもとで、静たわみ測
定、体圧分布測定の圧力値をそれぞれ検出するため、変
位量の絶対位置データの誤差は十分に抑制される。従っ
て、この点からも、形状測定の正確性が向上する。

【００３８】更に、この発明によれば、着座者身体の密
着部分以外の部分の形状も容易に測定、推定できる。従
って、供試シートの着座面の全域にわたる形状測定が容
易に可能となり、着座者身体の密着部分、非密着部分を
問わない、シートの全体的な着座時形状の表現が適切に
行える。

【００３９】そして、この発明の着座時形状測定方法に
よって得られる感圧センサ毎の変位量のデータ形式によ
れば、コンピュータによる画像処理が容易に可能である
ため、シートの着座時形状の三次元的表現化が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るシートの着座時形状測定方法を
行う装置の概略ブロック図である。

【図２】シートの着座時形状測定方法の概略のフローチ
ャートである。

【図３】シートの着座時形状測定方法における、静たわ
み測定時のシートの概略側面図である。

【図４】シートの着座時形状測定方法における、体圧分
布測定時のシートの概略側面図である。

【図５】シートの着座時形状測定方法における、シート
の外観形状測定時の概略側面図である。

【符号の説明】

10 供試シート 12(12-S/B、12-S/C) センサマット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縦方向、横方向の等間隔毎に感圧センサ
の配置されたセンサマットを供試シートの着座面に配設
し、対応する型板による、当該センサマットを介した押
圧によって、型板圧力と押圧ストロークとの関係を示す
供試シートの静たわみ特性を、感圧センサ毎に測定する
とともに、前記センサマットを介した被試験者の着座のもとでの圧
力の検出によって、当該被試験者の着座時における供試
シートの着座面での体圧分布を、感圧センサ毎の圧力値
として測定し、前記体圧分布測定による感圧センサ毎の圧力値を、前記
静たわみ特性の測定により得られた感圧センサ毎での変
位量に変換し、この感圧センサ毎の変位量を、供試シー
トの外観形状に対応した絶対位置データにそれぞれ変換
することによって、前記被試験者の着座時における供試
シートの全体的な形状を算出、表示可能としたシートの
着座時形状測定方法。
【請求項２】縦方向、横方向の等間隔毎に感圧センサ
の配置されたセンサマットを供試シートの着座面に配設
し、対応する型板による、当該センサマットを介した押
圧によって、型板圧力と押圧ストロークとの関係を示す
供試シートの静たわみ特性を、感圧センサ毎に測定する
とともに、前記センサマットを介した被試験者の着座のもとでの圧
力の検出によって、当該被試験者の着座時における供試
シートの着座面での体圧分布を、感圧センサ毎の圧力値
として測定し、前記体圧分布測定による感圧センサ毎の圧力値を、前記
静たわみ特性の測定により得られた感圧センサ毎での変
位量に変換し、この感圧センサ毎の変位量を、感圧セン
サ間での相対位置データにそれぞれ変換することによっ
て、前記被試験者の着座時における供試シートの、少な
くとも着座面での凹凸形状を算出、表示可能としたシー
トの着座時形状測定方法。