JP2000314667A - 座位姿勢適合性評価方法、座位姿勢適合性評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高い座位姿勢適合性評価を得ると共
に、長時間後の適合性評価を短時間で予測することを可
能とする。 【解決手段】 着座対象への着座者の背中形状を計測す
る背中形状計測手段１１と、着座対象への着座時の体圧
分布を計測する体圧分布計測手段１３と、計測した背中
形状及び体圧分布に基づいて前記着座対象と着座者との
適合性を評価する評価手段１９と、評価手段１９の評価
を出力する評価出力手段１９ａとよりなることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、椅子等の着座対象
への座り心地等を評価する座位姿勢適合性評価方法、座
位姿勢適合性評価装置に関する。

【従来の技術】人間が椅子に着座してオフィスワークや
運転等の作業をした場合、その椅子に対して「心地良
い」「疲れ易い」等といった感覚を生じる。これは椅子
と身体との適合性により決定される身体感覚を判断して
認識しているためである。この椅子と身体との適合度の
高い椅子を設計及び選択することは人間に対して的確な
作業空間を提供することにもつながる。従来の評価方法
及び評価装置としては、例えば特開平１０−２７４５７
７号公報に記載された図２１に示されるものがある。こ
の評価方法及び評価装置では、椅子１の椅子座面３上に
圧力センサアレイ５を備え、該圧力センサアレイ５はド
ライバ７を介してコンピュータ９の入出力ソートに接続
されている。圧力センサアレイ５の各圧力センサから出
力された接触圧を表す信号は、ドライバ７によってデジ
タルデータに変換され、コンピュータ９に出力されるよ
うになっている。従って、椅子座面３上の接触圧に基づ
いて所定の評価を行なうことができる。

【発明が解決しようとする課題】ところで、人間には背
面形状等、個体差があり、人間側の形態的特徴が座位姿
勢適合性に大きな影響を与えると考えられる。しかし、
従来の評価方法及び評価装置では、単に椅子座面３の接
触圧に基づいているのみであるため、人間の形態的特徴
を考慮することができず、その評価の信頼性に一定の限
界があった。又、対象となる椅子と身体の適合性は主観
評価を用いて評価することが出来るが、特に作業椅子等
の場合、長時間の評価が必要となる。しかし、被験者に
その都度長時間作業椅子に座らせデータを取ることは困
難であり、またその評価作業が煩雑なものとなる。本発
明は、より信頼性の高い評価を行なうことができ、又長
時間作業後の適合性評価を短時間で行なうことのできる
座位姿勢適合性評価方法及び座位姿勢適合性評価装置の
提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、着座
対象への着座者の背中形状及び着座時の着座対象に対す
る少なくとも体圧分布を計測し、前記背中形状及び少な
くとも体圧分布に基づいて前記着座対象と着座者との適
合性を評価することを特徴とする。請求項２の発明は、
請求項１記載の座位姿勢適合性評価方法であって、前記
評価は、前記着座者の身体各部の疲労感官能評価に前記
身体各部の座り心地に対する重要度合いを示す重み係数
を乗した官能評価指標を用いることを特徴とする。請求
項３の発明は、請求項２記載の座位姿勢適合性評価方法
であって、前記評価は、前記体圧分布に基づく身体の骨
格特徴点位置の荷重支持割合と前記官能評価指標との関
係において行なうことを特徴とする。請求項４の発明
は、請求項１〜３の何れかに記載の座位姿勢適合性評価
方法であって、前記評価は、前記背中形状を少なくとも
３分類して各類毎に行なうことを特徴とする。請求項５
の発明は、請求項３記載の座位姿勢適合性評価方法であ
って、前記評価は、前記疲労感官能評価の長時間のデー
タに基づく官能評価指標と前記骨格特徴点位置の荷重支
持割合との関係を予め解析作成し、該関係に対し着座対
象への少なくとも着座初期に計測した体圧分布を用いて
着座長時間後の官能評価指標を予測することを特徴とす
る。請求項６の発明は、請求項５記載の座位姿勢適合性
評価方法であって、前記予測される官能評価指標は、身
体各部の部位別のものであることを特徴とする。請求項
７の発明は、請求項５記載の座位姿勢適合性評価方法で
あって、前記予測される官能評価指標は、身体各部の部
位別のものを総合したものであることを特徴とする。請
求項８の発明は、着座対象への着座者の背中形状を計測
する背中形状計測手段と、前記着座対象への着座時の体
圧分布を計測する体圧分布計測手段と、前記計測した背
中形状及び体圧分布に基づいて前記着座対象と着座者と
の適合性を評価する評価手段と、該評価手段の評価を出
力する評価出力手段とよりなることを特徴とする。請求
項９の発明は、請求項８記載の座位姿勢適合性評価装置
であって、前記評価手段は、前記着座者の身体各部に疲
労感官能評価に前記身体各部の座り心地に対する重要度
合いを示す重み係数を乗した官能評価指標を用いること
を特徴とする。請求項１０の発明は、請求項９記載の座
位姿勢適合性評価装置であって、前記評価手段は、前記
体圧分布に基づく身体の骨格特徴点位置の荷重支持割合
と前記官能評価指標との関係において評価を行なうこと
を特徴とする。請求項１１の発明は、請求項８〜１０の
何れかに記載の座位姿勢適合性評価装置であって、前記
評価手段は、前記背中形状を少なくとも３分類して各類
毎に評価を行なうことを特徴とする。請求項１２の発明
は、請求項１０記載の座位姿勢適合性評価装置であっ
て、前記評価手段は、前記疲労感官能評価の長時間のデ
ータに基づく官能評価指標と前記骨格特徴点位置の荷重
支持割合との関係を予め解析作成し、該関係に対し着座
対象への少なくとも着座初期に計測した体圧分布を用い
て着座長時間後の官能評価指標を予測することを特徴と
する。請求項１３の発明は、請求項１２記載の座位姿勢
適合性評価装置であって、前記予測される官能評価指標
は、身体各部の部位別のものであることを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１２記載の座位姿勢適合性
評価装置であって、前記予測される官能評価指標は、身
体各部の部位別のものを統合したものであることを特徴
とする。請求項１５の発明は、請求項８〜１４の何れか
に記載の座位姿勢適合性評価装置であって、前記背中形
状計測手段は、上下に所定間隔で配置した直線式ポテン
ショメータ群を計測部とすることを特徴とする。請求項
１６の発明は、請求項８〜１５の何れかに記載の座位姿
勢適合性評価装置であって、前記体圧分布計測手段は、
前記着座対象の着座面に所定間隔で配したロードセル群
を計測部とすることを特徴とする。請求項１７の発明
は、請求項８〜１６の何れかに記載の座位姿勢適合性評
価装置であって、前記評価出力手段は、前記評価を画面
表示することを特徴とする。請求項１８の発明は、請求
項１７記載の座位姿勢適合性評価装置であって、前記評
価出力手段は、前記評価を体圧分布の等圧線、背中の形
状、疲労を示す官能評価指標として同時に画面表示する
ことを特徴とする。

【発明の効果】請求項１の発明では、着座者の背中形状
及び着座時の着座対象に対する体圧分布を計測し、背中
形状及び体圧分布に基づいて着座対象と着座者との適合
性を評価することができ、体圧分布のみならず背中形状
をも考慮することによって、より信頼性の高い評価を行
なうことができる。請求項２の発明では、請求項１の発
明の効果に加え、身体各部の疲労感官能評価に重み係数
を乗した官能評価指標を用いることにより、座り心地に
対する重要度合いの高い部分の官能評価指標を用いるこ
とができ、より信頼性の高い評価を行なうことができ
る。請求項３の発明では、骨格特徴点位置の荷重支持割
合と官能評価指標との関係において評価を行なうことに
より、身体疲労度と関連すると思われる領域の支持圧バ
ランスと集中度合いとを考慮することができ、より信頼
性の高い評価を行なうことができる。請求項４の発明で
は、請求項１〜３の何れかの発明の効果に加え、背中形
状を少なくとも３分類して各分類毎に評価することによ
り、人間の形態的特徴を的確に考慮し、より信頼性の高
い評価を行なうことができる。請求項５の発明では、請
求項３の発明の効果に加え、予め解析作成した官能評価
指標と荷重支持割合との関係を用いることにより、着座
長時間後の官能評価指標を短時間で予測し、迅速な評価
を行なうことができる。請求項６の発明では、請求項５
の発明の効果に加え、身体各部の部位別に評価を得るこ
とができる。請求項７の発明では、請求項５の発明の効
果に加え、身体全体の適合性評価を簡易に得ることがで
きる。請求項８の発明では、着座者の背中形状及び着座
時の着座対象に対する体圧分布を計測し、背中形状及び
体圧分布に基づいて着座対象と着座者との適合性を評価
することができ、体圧分布のみならず背中形状をも考慮
することによって、より信頼性の高い評価を行なうこと
ができる。請求項９の発明では、請求項８の発明の効果
に加え、身体各部の疲労感官能評価に重み係数を乗した
官能評価指標を用いることにより、座り心地に対する重
要度合いの高い部分の官能評価指標を用いて、より信頼
性の高い評価を行なうことができる。請求項１０の発明
では、請求項９の発明の効果に加え、骨格特徴点位置の
荷重支持割合と官能評価指標との関係において評価を行
なうことにより、身体疲労度と関連すると思われる領域
の支持圧バランスと集中度合いとを考慮することがで
き、より信頼性の高い評価を行なうことができる。請求
項１１の発明では、請求項８〜１０の何れかの発明の効
果に加え、背中形状を少なくとも３分類して各分類毎に
評価することにより、人間の形態的特徴を的確に考慮
し、より信頼性の高い評価を行なうことができる。請求
項１２の発明では、請求項１０の発明の効果に加え、予
め解析作成した官能評価指標と荷重支持割合との関係を
用いることにより、着座長時間後の官能評価指標を短時
間で予測し、迅速な評価を行なうことができる。請求項
１３の発明では、請求項１２の発明の効果に加え、身体
各部の部位別に評価を得ることができる。請求項１４の
発明では、請求項１２の発明の効果に加え、身体全体の
適合性評価を簡易に得ることができる。請求項１５の発
明では、請求項８〜１４の何れかの発明の効果に加え、
被験者の背中形状を測定する場合に、計測部の直線式ポ
テンショメータ群に背中を押し付けるだけで背中形状を
測定することができる。従って、レーザ変位計等に比較
した場合、計測毎に被験者を裸にする必要がなく、着衣
の上から計測すること等ができ、迅速な適合性評価を行
なうことができる。請求項１６の発明では、請求項８〜
１５の何れかの発明の効果に加え、ロードセル群で体圧
分布を計測することにより、低い圧力であっても計測感
度を保つことができ、疲労感との相関が高い腰椎部の圧
力割合等の定量的評価指標の計測を確実に行ない、より
正確な適合性評価を行なうことができる。請求項１７の
発明では、請求項８〜１６の何れかの発明の効果に加
え、評価を画面表示で見ることができ、評価を確実かつ
容易に認識することができる。請求項１８の発明では、
請求項１７の発明の効果に加え、評価として体圧分布の
等圧線、背中の形状、疲労を示す官能評価指標を同時に
認識することができ、より容易かつ確実に適合性評価を
認識することができる。

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
座位姿勢適合性評価装置のブロック図である。この装置
は背中形状計測手段としての背中形状計測装置１１と体
圧分布計測手段としての体圧センサマット１３とスキャ
ナ１５とスキャナコントローラ１７とパーソナルコンピ
ュータ１９とからなっている。前記背中形状計測装置１
１は、着座者の背中形状を計測する。前記体圧センサマ
ット１３は、着座時の体圧分布を計測する。スキャナ１
５は、背中形状計測装置１１及び体圧センサマット１３
において、人間の各部に対応したセンサからデータを取
り込むように計測部を順次スキャンする。前記スキャナ
コントローラ１７は、前記スキャナ１５をコントロール
してデータを取り込む。前記パーソナルコンピュータ１
９は、取り込んだ背中形状のデータと体圧センサのデー
タとに基づいて椅子と着座者との適合性を評価し出力す
る。そしてかかる出力は、パーソナルコンピュータ１９
に備えられたモニタ１９ａによって画面表示される。従
って、パーソナルコンピュータ１９は、計測した背中形
状及び体圧分布に基づいて着座対象と着座者との適合性
を評価する評価手段を構成し、モニタ１９ａは、評価手
段の評価を出力する評価出力手段を構成している。前記
背中形状計測装置１１の具体構造は、図２のようになっ
ている。即ち、背中形状計測装置１１は、計測部２１が
基台２３に取り付けられている。計測部２１は、センサ
フレーム２５に対し直線式ポテンショメータ２７を上下
方向に所定間隔で多数配置し、直線式ポテンショメータ
群で構成したものである。直線式ポテンショメータ２７
の有効ストローク範囲内で図２の背中形状２９のように
測定することができる。そして、前記スキャナ１５はこ
れら各直線式ポテンショメータ２７群をそれぞれスキャ
ンするものである。又、計測部２１は上下左右方向にモ
ータにより駆動可能となっており、上下方向については
身長の差や、座位、立位いずれの場合でも計測可能であ
る。左右方向については背中の中央のみ計測し解析する
こともできるが、横方向に移動させて数回押し込み計測
を行ない、背中全体の３次元形状計測も行なうことがで
きる。かかる直線式ポテンショメータ２７を用いた背中
形状計測装置１１とすることによって、レーザ変位計等
による場合に比較して、着衣、頭髪等の影響を受けにく
く、また被験者を着衣の上からセンサを押し込むことに
より計測することができ、計測を簡易に行なうことがで
きる。前記体圧センサマット１３は図３のように配置さ
れている。即ち、椅子３１の椅子座面３３に取り付けら
れる座部マット３５と椅子背もたれ面３７に取り付けら
れる背もたれ部マット３９とからなっている。前記体圧
センサマット１３は、図４（ａ）のような断面形状の要
部を備えている。すなわち、薄型のロードセル４１が基
板４３上に固着され、該基板４３及びロードセル４１上
にセンサキャップ４５が取り付けられている。センサ基
板４３とセンサキャップ４５とは、嵌合部４３ａ，４５
ａによって離脱しないように噛み合わされている。セン
サキャップ４５上は、ストッキング材４７で覆われ、全
体が下部表皮４９と上部表皮５１とで覆われている。５
３はリード線である。かかるロードセル４１を備えた要
部が座部マット３５では（ｂ）のように、ピッチＰで配
置されると共に、各ピッチの中央にダミーセンサが配置
されて密な配置となっている。又、背もたれ部マット３
９では（ｃ）のように、ピッチＰで配置されている。従
って、かかる配置によって、座部マット３５、背もたれ
部マット３９にロードセル群が所定間隔で配され、計測
部５５，５７が形成されている。従って、本実施形態に
おいて、図３のように体圧センサマット１３を配するこ
とにより、体圧分布計測手段は着座対象の着座面に所定
間隔で配したロードセル群を計測部５５，５７としてい
る。従って、体圧センサマット１３を取り付けた椅子３
１に被験者が着座すると、上部表皮からセンサキャップ
に荷重が入力され、該荷重がロードセル４１によって検
出され、リード線５３を介しデータが出力される。そし
て前記スキャナ１５はこれら各ロードセル４１群をそれ
ぞれスキャンするものである。前記体圧センサマット１
３による検出結果は、例えば図５のようになっており、
（ａ）は背もたれ部３７での体圧分布を示し、（ｂ）は
座部３３での体圧分布を示している。（ａ）では図中左
側が背もたれ部３７の上方であり、同右側が同下方であ
る。（ｂ）では図中左側が座部３３の後方であり、同右
側が同前方である。図６〜図８は本発明の一実施形態に
係るフローチャートを示し、図６は背中形状計測のフロ
ーチャート、図７は体圧分布計測のフローチャート、図
８は座位姿勢適合性評価のフローチャートである。ま
ず、背中形状計測では、図６のようにステップＳ６１に
おいて被験者の座高の高さに応じて座高計高さを設定す
る。ステップＳ６２では、被験者に座高計上で正座位を
とらせる。ステップＳ６３では正座位をとっている被験
者に背中形状計測装置１１の計測部２１を押し当てる。
この押し当てによって直線式ポテンショメータ２７は図
２のように押し込まれ、各直線式ポテンショメータ２７
からの検出値が出力される。ステップＳ６４では形状が
きちんと取れているか確認後、被験者を解放する。ステ
ップＳ６５では前記直線式ポテンショメータ２７からの
計測データをパーソナルコンピュータ１９において背中
形状として取り込み、前記座高計の出力値と共にファイ
ルに記録する。体圧分布計測では、図７のように、ステ
ップＳ７１において着座対象である椅子に体圧センサマ
ット１３を図３のように設定する。ステップＳ７２では
被験者に背もたれ部３７を使った作業姿勢をとらせる。
この時の座部マット３５及び背もたれ部マット３９の各
ロードセル４１からの出力が体圧分布として前記パーソ
ナルコンピュータ１９に取り込まれ、ファイルに記録さ
れる。座位姿勢適合性評価では、図８のようにステップ
Ｓ８１において被験者特性が記入される。この記入は、
例えば被験者の身長をパーソナルコンピュータ１９に入
力することによって行なわれる。ステップＳ８２では前
記図６のフローで得られた背中形状計測のデータが読み
込まれる。ステップＳ８３では背中形状の分類が記入さ
れる。この記入は、前記背中形状計測のデータに基づい
て背中形状の分類が判別され、記憶されるものである。
背中形状の分類については後述する。ステップＳ８４で
は、前記図７のフローで記憶された体圧分布計測のデー
タが読み込まれる。ステップＳ８５では被験者の座高よ
り体圧センサマット１３上の脊柱特徴点位置の推定が行
なわれる。脊柱特徴点及びその位置推定については後述
する。ステップＳ８６においては、脊柱特徴点位置に応
じた体圧分布の特徴量が計算される。体圧分布特徴量に
ついては後述する。ステップＳ８７においては、背中形
状別に部位別の官能評価指標の推定式が選択される。該
推定式については後述する。ステップＳ８８においては
身長及び体圧分布特徴量から射体各部の部位別の官能評
価指標が計算される。該計算については後述する。ステ
ップＳ８９においては、部位別の官能評価指標を総合、
即ちプラスした総合官能評価指標の計算が行なわれる。
ステップＳ８１０では、体圧分布、背中形状、総合官能
評価指標が前記パーソナルコンピュータ１９のモニタ１
９ａによって画面表示される。図９は、前記モニタ１９
ａによる画面表示の一例を示している。本実施形態にお
いて、モニタ１９ａは座位姿勢適合性の評価として、背
もたれ部体圧分布の等圧線５９、座部体圧分布の等圧線
６１、背中形状６３、疲労を示す官能評価指標６５を同
時に画面表示している。従って、評価者は、かかるモニ
タ１９ａを見ることによって、座位姿勢適合性評価を確
実かつ容易に認識することができる。図１０は、図８の
ステップＳ８３による背中形状分類記入の一例を示した
もので、本実施形態においては、少なくとも３分類して
記入している。分類としては、Ｓ字型、猫背型、直線型
があり、（ａ），（ｃ），（ｅ）は自然立位におけるＳ
字型、猫背型、直線型の背中形状を示し、（ｂ），
（ｄ），（ｆ）は正規座位におけるＳ字型、猫背型、直
線型の背中形状を示している。分類の基準として、Ｓ字
型では胸郭部の後湾、腰椎部の前湾ともに有しているこ
と、猫背型では腰椎部の前湾があまり見られず、胸郭か
ら頸部にかけて前方に曲がっていること、直線型では胸
郭部、腰椎部ともに湾曲が小さく肩から尻にかけて平坦
であることとしている。このように背中形状を少なくと
も３分類して各類毎に評価を行なう。これは各種椅子、
各種被験者による予備実験により着座者の脊柱姿勢支持
条件の違いが、背中、腰の痛みに影響してくること、被
験者の脊柱形状のタイプが姿勢支持の評価に影響するこ
とが確認できたからである。前記ステップＳ８５の脊柱
特徴点位置は、図１１のように第１０胸椎６７、第１２
胸椎６９、第３腰椎７１、第５腰椎７３及び図示はしな
いが第１仙椎を座高前記官能評価指標は、それぞれ小さ
いほど疲労が少ないこと、即ち適合性が高いことを意味
する。また、部位別に評価することも可能であるが、簡
易な指標として部位別のものを総合した総合官能評価指
標を用いることもできる。ここで、推定式の導出につい
て説明する。官能評価は図１２のような官能評価用紙を
用いた。作業実験は成人男性被験者１０名について、評
価条件として背もたれ部の支持の異なる椅子４脚及び座
部の支持の異なる椅子２脚の合計６脚を用い、約２．５
時間のタスクを行なわせた。実験では、特定の時刻毎に
支持感及び疲労感に関する官能評価、体圧分布の計測を
時系列で収録した。計測時刻は０，５，１５，３０，４
５，６０，９０，１２０，１５０分である。又、体圧分
布データを身体位置と対応付けて解析するために、作業
時に椅子の設定を記録し、別途再現した作業姿勢を再現
することで作業姿勢時の脊柱上の特徴点位置を計測し
た。データの解析は部位別の疲労について背中形状の特
徴別に検討し、目的変数を官能評価指標、説明変数を部
位別体圧特徴量もしくは身体寸法として一次回帰式を作
成した。尚、官能評価指標は、長時間疲労を主観評価の
安定する９０〜１５０分の平均とした。又、背中形状に
ついては定性的にＳ字型、直線型、猫背型の３分類と
し、部位毎の湾曲度合いにより表１のように分類し、湾
曲特徴別に推定式を作成した。

【表１】★〔首部官能評価指標〕胸部湾曲型の被験者に
ついて図１３（ａ）に示すように、危険率１％以下の相
関（Ｒ＝０．５２５）が見られた。また危険率１０％以
下で有意ではないが、胸部平坦型の被験者については図
１３（ｂ）のように反対の傾向（Ｒ＝−０．５２）が見
られた。従って、推定式は以下のようになる。 首部官能評価指標＝２．６２２×（胸椎支持割合）−
０．０６３…胸部湾曲型 首部官能評価指標＝−１．９５２×（胸椎支持割合）＋
０．９５７…胸部平坦型 〔肩部官能評価指標〕胸部湾曲型の被験者については図
１４（ａ）に示すように、胸椎支持割合と危険率５％以
下の相関（Ｒ＝０．４２８）が認められた。一方、胸部
平坦型の被験者では図１４（ｂ）のように危険率５％以
下の反対の傾向（Ｒ＝−０．４３６）が見られた。従っ
て、推定式は以下のようになる。 肩部官能評価指標＝１．８５１×（胸椎支持割合）＋
０．０９９…胸部湾曲型 肩部官能評価指標＝−４．２１６×（胸椎支持割合）＋
０．８７１…胸部平坦型 〔背中部官能評価指標〕背中の官能評価指標については
被験者の形態特徴別に独自の傾向は見られず、共通の傾
向として胸椎支持割合、腰椎支持割合と相関が認められ
た。そこで、胸椎支持割合と腰椎支持割合とを説明変数
として重回帰分析を行なったところ、図１５に示すよう
に、危険率０．１％以下の強い相関を持つ指標式（Ｒ＝
０．４５９）を得た。 背中部官能評価指標＝１．４６６×（胸椎支持割合）＋
３．１７９×（腰椎支持割合）−０．２９９ 〔胸部官能評価指標〕胸部湾曲型の被験者については、
図１６（ａ）に示すように、胸椎支持割合と危険率１％
以下の強い相関（Ｒ＝０．６４１）が認められた。又、
危険率１０％以下で有意ではないが、胸部平坦型の被験
者については図１６（ｂ）のように反対の傾向（Ｒ＝−
０．１０２）が見られた。従って、推定式は以下のよう
になる。 胸部官能評価指標＝１．９４７×（胸椎支持割合）−
０．１０５８…胸部湾曲型 胸部官能評価指標＝−０．４１５×（胸椎支持割合）＋
０．２１０…胸部平坦型 〔腰部官能評価指標〕腰部湾曲型の被験者については、
図１７（ａ）に示すように腰椎支持割合と危険率５％以
下の負の傾向（Ｒ＝−０．５５１）が認められた。一
方、腰椎平坦型の被験者では、図１７（ｂ）のように危
険率１％以下の正の相関（Ｒ＝０．４７８）が見られ
た。従って、推定式は以下のようになる。 腰部官能評価指標＝−５．５８１×（腰椎支持割合）＋
１．５１８…腰部湾曲型 腰部官能評価指標＝６．６９２×（腰椎支持割合）−
０．０９４…腰部平坦型 以下に示す下肢に関係する部位についての疲労は、背中
形状とは無関係と思われるため、特に被験者を分類せ
ず、データ全体で検討した。 〔臀部官能評価指標〕臀部官能評価指標については図１
８に示すように座骨部支持割合と危険率０．１％以下の
高い相関（Ｒ＝０．４９１）が認められた。これより以
下の推定式を得た。 臀部官能評価指標＝４．７００×（座骨部支持割合）−
１．９８３ 〔大腿部官能評価指標〕大腿部官能評価指標については
図１９に示すように、大腿部支持割合と危険率１０％以
下の弱い相関（Ｒ＝０．００９）が見られた。従って、
推定式は以下のようになる。 大腿部官能評価指標＝０．２６５×（大腿部支持割合）
＋０．１３１ 〔下腿部官能評価指標〕下腿部の疲労については椅子と
基本的に接触していないため、体圧分布とは無関係であ
るが、下肢長により足を置く位置との相対関係が変わっ
てくる。そのため図２０のように、下肢長と相関の高い
身長により推定式を作成した。 下腿部官能評価指標＝−０．０１３×（身長）＋２．３
５５ 上記図１３〜図２０では、縦軸を官能評価実験による官
能評価結果に一定の重み付けをした部位別の官能評価指
標とし、横軸はその時に検出した体圧分布に基づく特徴
点位置の支持割合としている。実験値が点でプロットし
てあり、この点から回帰分析により推定式を表わす直線
を求めた。また図１３では、横軸に胸椎支持割合のみ示
されているが、実験では首部官能評価指標と他の体圧分
布特徴量との関係もデータをとっており、体圧分布特徴
量をいろいろな形で算出し、その中で関係が示され、し
かも合理的なものを選択し、変数の数をなるべく少なく
でき、因果関係が検討できるものに絞った結果として、
胸椎支持割合を選択したものである。この関係は図１４
〜図２０の他の全てのものについても同様である。前記
ステップＳ８８にこいては、上記のようにして得られた
一次回帰式において前記体圧分布特徴量あるいは身長を
適合させることにより、身体各部の部位別官能評価指標
を得ることができる。即ち、図１３〜図２０の直線によ
って表される推定式では、横軸の支持割合に体圧分布特
徴量を当てはめ、縦軸の官能評価指標が求められるもの
である。この部位別の官能評価指標によって、身体各部
の疲労状態を知ることができ、着座対象である椅子と着
座者との適合性を的確に評価することができる。しか
も、背中形状を少なくとも３分類して各類毎に評価を行
なっているため、人間の形態的個体差を考慮したより信
頼性の高い正確な適合性評価を行なうことができる。ま
たステップＳ８９のように、総合官能評価指標を計算す
ることにより、身体全体の疲労を簡易に認識し、簡易な
座位姿勢適合性評価を行なうことができる。また前記し
たように、出力はモニタ１９ａによって図９のように行
なわれるため、座位姿勢の適合性評価を迅速かつ的確に
認識することができる。このように疲労感官能評価の長
時間のデータに基づく官能評価指標と骨格特徴点位置の
荷重支持割合との関係を予め解析作成し、該関係に対し
着座対象である椅子への着座初期に計測した体圧分布を
用いて、荷重支持割合を求め、該荷重支持割合を前記予
め求めた関係に適合させることにより、着座長時間後の
官能評価指標を短時間で予測することができ、極めて簡
便な座位姿勢適合性評価方法及び座位姿勢適合性評価装
置を得ることができる。尚、前記実施形態では、背中形
状を３分類としたが、更に多くの分類をすることによ
り、各分類毎に細かく評価を行ない、より的確な座位姿
勢適合性評価を行なうことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る座位姿勢適合性評価
装置の全体ブロック図である。

【図２】一実施形態に係り、背中形状計測装置を示す斜
視図である。

【図３】同体圧センサマットと椅子との関係を示す斜視
図である。

【図４】同体圧センサマットの要部を示し、（ａ）は要
部断面図、（ｂ）は座部マットの上部表皮を一部開いた
平面図、（ｃ）は背もたれ部マットの上部表皮を一部開
いた平面図である。

【図５】同体圧分布に係り、（ａ）は背もたれ部、
（ｂ）は座部の説明図である

【図６】同背中形状計測のフローチャートである。

【図７】同体圧分布計測のフローチャートである。

【図８】同座位姿勢適合性評価のフローチャートであ
る。

【図９】モニタによる画面表示の説明図である。

【図１０】背中形状の分類を示し、（ａ）はＳ字型自然
立位、（ｂ）は同正規座位、（ｃ）は猫背型自然立位、
（ｄ）は同正規座位、（ｅ）は直線型自然立位、（ｆ）
は同正規座位の説明図である。

【図１１】身体特徴点位置を示す説明図である。

【図１２】同官能評価用紙を示す説明図である。

【図１３】推定式に係り、（ａ）は胸部湾曲型の首部官
能評価指標と胸椎支持割合との関係を示すグラフ、
（ｂ）は胸部平坦型の首部官能評価指標と胸椎支持割合
との関係を示すグラフである。

【図１４】推定式に係り、（ａ）は胸部湾曲型の肩部官
能評価指標と胸椎支持割合との関係のグラフ、（ｂ）は
胸部平坦型の肩部官能評価指標と胸椎支持割合との関係
のグラフである。

【図１５】推定式に係り、背中部官能評価指標と体圧支
持割合との関係のグラフである。

【図１６】推定式に係り、（ａ）は胸部湾曲型の腕部官
能評価指標と胸椎支持割合との関係のグラフ、（ｂ）は
胸部平坦型の腕部官能評価指標と胸椎支持割合との関係
のグラフである。

【図１７】推定式に係り、（ａ）は腰部湾曲型の腰部官
能評価指標と腰椎支持割合との関係のグラフ、（ｂ）は
腰部平坦型の腰部官能評価指標と腰椎支持割合との関係
のグラフである。

【図１８】推定式に係り、臀部官能評価指標と座骨部支
持割合との関係のグラフである。

【図１９】推定式に係り、大腿部官能評価指標と大腿部
支持割合との関係のグラフである。

【図２０】推定式に係り、下腿部官能評価指標と身長と
の関係を示すグラフである。

【図２１】従来例に係る装置の全体ブロック図である。

【符号の説明】

計測より推定し、体圧センサマット１３上の対応位置を
推定したものである。又、座部マット３５による体圧分
布計測値のピーク値を座骨位置７５としてその特徴点位
置を推定している。そして、前記ステップＳ８６の体圧
分布特徴量の計算は、各身体特徴点付近の体圧分布計測
値の総和をとり、背もたれ部３７もしくは座部３３の計
測値総和との比率を支持割合として定義したもので、 胸椎支持割合＝第１０胸椎から第１２胸椎までの体圧計
測値総和／背もたれ部体圧総和 腰椎支持割合＝第３腰椎を中心に上下３５ｍｍの範囲の
体圧計測値総和／背もたれ部体圧総和 骨盤支持割合＝第５腰椎からマット最下端までの体圧計
測値総和／背もたれ部体圧総和 座骨部支持割合＝座骨位置中心３５ｍｍ範囲の体圧計測
値総和／座部計測値総和 大腿支持割合＝座骨位置からマット最前端までの体圧計
測値総和／座部計測値総和 となる。即ち、座圧分布に関しては、人体骨格負荷と関
連する領域の支持圧バランスと集中が座位姿勢適合性と
相関が高いと考えられ、説明変数としたものである。前
記ステップＳ８７の推定式は、 （首部官能評価指標）＝２．６２２×（胸椎支持割合）−０．０６３ …胸部湾曲型 ＝−１．９５２×（胸椎支持割合）＋０．９５７ …胸部平坦型 （肩部官能評価指標）＝１．８６１×（胸椎支持割合）＋０．０９９ …胸部湾曲型 ＝−４．２１６×（胸椎支持割合）＋０．８７１ …胸部平坦型 （背中部官能評価指標）＝１．４６６×（胸椎支持割合）＋３．１７９ ×（胸椎支持割合）−０．２９９ （腕部官能評価指標）＝１．９４７×（胸椎支持割合）−０．１０８ …胸部湾曲型 ＝−０．４１５×（胸椎支持割合）＋０．２１０ …胸部平坦型 （腰部官能評価指標）＝−５．５８１×（腰椎支持割合）＋１．５１８ …腰部湾曲型 ＝６．６９２×（腰椎支持割合）−０．０９４ …腰部平坦型 （臀部官能評価指標）＝４．７００×（座骨部支持割合）−１．９８３ （大腿部官能評価指標）＝０．２６５×（大腿部支持割合）＋０．１３１ （下腿部官能評価指標）＝−０．０１３×（身長）＋２．３５５ （総合）＝Σ（部位別官能評価指標） で表わされる。即ち、対象となる椅子と身体の適合性は
主観評価を用いて評価することが出来るが、特に作業椅
子等の場合、長時間の評価が必要となる。そこで、椅子
の適合性を「適合性の高い椅子とは長時間疲れない椅子
である」との定義の下に、長時間作業後の部位別官能主
観評価に一定の重み係数を乗じた部位別官能評価指標を
評価指標とした。この部位別官能評価指標に対し、椅子
と身体との適合性の状態量として、着座時の身体部位別
の体圧分布特徴量を用いた推定式（指標式）を用い、本
推定式により初期の着座状態量から長時間作業後の官能
評価指標を予測することができるのである。なお、重み
係数はアンケート調査による重要度によって決定された
もので、身体各部の座り心地に対する重要度合いを示し
ている。かかる重み係数を用いることにより、より的確
な官能評価指標を得ることができる。 １１ 背中形状計測装置（背中形状計測手段） １３ 体圧センサマット（体圧分布計測手段） １９ パーソナルコンピュータ（評価手段） １９ａ モニタ（評価出力手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 貴志 陽一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 花井 利通 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB06 AC09 BA07 BA08 2F063 AA50 BA29 CA13 DA02 DA05 DA21 DD06 DD08 FA01 KA02 MA05 ZA01 ZA02 3B087 DE08 DE10 3B088 QA06 4C038 VA03 VB29 VC11 VC20

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着座対象への着座者の背中形状及び着座
   時の着座対象に対する少なくとも体圧分布を計測し、 前記背中形状及び少なくとも体圧分布に基づいて前記着
   座対象と着座者との適合性を評価する座位姿勢適合性評
   価方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の座位姿勢適合性評価方法
   であって、 前記評価は、前記着座者の身体各部の疲労感官能評価に
   前記身体各部の適合性に対する重要度合いを示す重み係
   数を乗した疲労を表す官能評価指標を用いることを特徴
   とする座位姿勢適合性評価方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の座位姿勢適合性評価方法
   であって、 前記評価は、前記体圧分布に基づく身体の骨格特徴点位
   置の荷重支持割合と前記官能評価指標との関係において
   行なうことを特徴とする座位姿勢適合性評価方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の座位姿勢
   適合性評価方法であって、 前記評価は、前記背中形状を少なくとも３分類して各類
   毎に行なうことを特徴とする座位姿勢適合性評価方法。
5. 【請求項５】 請求項３記載の座位姿勢適合性評価方法
   であって、 前記評価は、前記疲労感官能評価の長時間のデータに基
   づく官能評価指標と前記骨格特徴点位置の荷重支持割合
   との関係を予め解析作成し、該関係に対し着座対象への
   少なくとも着座初期に計測した体圧分布を用いて着座長
   時間後の官能評価指標を予測することを特徴とする座位
   姿勢適合性評価方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の座位姿勢適合性評価方法
   であって、 前記予測される官能評価指標は、身体各部の部位別のも
   のであることを特徴とする座位姿勢適合性評価方法。
7. 【請求項７】 請求項５記載の座位姿勢適合性評価方法
   であって、 前記予測される官能評価指標は、身体各部の部位別のも
   のを総合したものであることを特徴とする座位姿勢適合
   性評価方法。
8. 【請求項８】 着座対象への着座者の背中形状を計測す
   る背中形状計測手段と、 前記着座対象への着座時の体圧分布を計測する体圧分布
   計測手段と、 前記計測した背中形状及び体圧分布に基づいて前記着座
   対象と着座者との適合性を評価する評価手段と、 該評価手段の評価を出力する評価出力手段とよりなるこ
   とを特徴とする座位姿勢適合性評価装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の座位姿勢適合性評価装置
   であって、 前記評価手段は、前記着座者の身体各部に疲労感官能評
   価に前記身体各部の座り心地に対する重要度合いを示す
   重み係数を乗した官能評価指標を用いることを特徴とす
   る座位姿勢適合性評価装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の座位姿勢適合性評価装
    置であって、 前記評価手段は、前記体圧分布に基づく身体の骨格特徴
    点位置の荷重支持割合と前記官能評価指標との関係にお
    いて評価を行なうことを特徴とする座位姿勢適合性評価
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０の何れかに記載の座位
    姿勢適合性評価装置であって、 前記評価手段は、前記背中形状を少なくとも３分類して
    各類毎に評価を行なうことを特徴とする座位姿勢適合性
    評価装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の座位姿勢適合性評価
    装置であって、 前記評価手段は、前記疲労感官能評価の長時間のデータ
    に基づく官能評価指標と前記骨格特徴点位置の荷重支持
    割合との関係を予め解析作成し、該関係に対し着座対象
    への少なくとも着座初期に計測した体圧分布を用いて着
    座長時間後の官能評価指標を予測することを特徴とする
    座位姿勢適合性評価装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の座位姿勢適合性評価
    装置であって、 前記予測される官能評価指標は、身体各部の部位別のも
    のであることを特徴とする座位姿勢適合性評価装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２記載の座位姿勢適合性評価
    装置であって、 前記予測される官能評価指標は、身体各部の部位別のも
    のを統合したものであることを特徴とする座位姿勢適合
    性評価装置。
15. 【請求項１５】 請求項８〜１４の何れかに記載の座位
    姿勢適合性評価装置であって、 前記背中形状計測手段は、上下に所定間隔で配置した直
    線式ポテンショメータ群を計測部とすることを特徴とす
    る座位姿勢適合性評価装置。
16. 【請求項１６】 請求項８〜１５の何れかに記載の座位
    姿勢適合性評価装置であって、 前記体圧分布計測手段は、前記着座対象の着座面に所定
    間隔で配したロードセル群を計測部とすることを特徴と
    する座位姿勢適合性評価装置。
17. 【請求項１７】 請求項８〜１６の何れかに記載の座位
    姿勢適合性評価装置であって、 前記評価出力手段は、前記評価を画面表示することを特
    徴とする座位姿勢適合性評価装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の座位姿勢適合性評価
    装置であって、 前記評価出力手段は、前記評価を体圧分布の等圧線、背
    中の形状、疲労を示す官能評価指標として同時に画面表
    示することを特徴とする座位姿勢適合性評価装置。