JP2023178152A

JP2023178152A - 椅子の背もたれ

Info

Publication number: JP2023178152A
Application number: JP2022099216A
Authority: JP
Inventors: 田中　永一郎; Eiichiro Tanaka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2023-12-14
Also published as: US20230389708A1; US12185844B2

Abstract

【課題】脊柱２を真っすぐに支持することによって腰痛や疲労を軽減した椅子の背もたれを提供する。【解決手段】両肩甲骨３・３と両腸骨４・４の影響を避けて脊柱２を真っすぐに支持するために、両肩甲骨３・３間から両腸骨４・４間に至る範囲の脊柱起立筋６・６の背後を平面の剛体で支持し、且つ肋骨の下部周辺から両腸骨稜４ａ・４ａに触れない範囲で前記支持平面の横幅を左右に広げてなる椅子の背もたれ１において、図２に示す身長１７０ｃｍ前後の人に適応させた形状を示す寸法を基準とし、その適応範囲をこえる身長においてはその身長差に応じて前記寸法基準を相似的に変更し背中の大きさに適応させた椅子の背もたれ１。【選択図】図３

Description

本発明は椅子の背もたれに関するものである。

従来から着座姿勢における腰痛や疲労の軽減を課題として椅子の背もたれの改善が試みられている。本発明は脊柱を真っすぐに支持することによって前記課題を改善しているが、過去に脊柱を真っすぐに支持すれば前記課題が改善できると言う具体的な提案や示唆的な提案もない。一方で古来より平面に構成された背もたれは数多あるが、それに寄りかかっても脊柱は真っすぐにはならず、また永年にわたるその使用感においても未だに前記課題の改善の余地は残されたままである。

本発明が改善しようとする課題は着座姿勢における腰痛や疲労の軽減である。その腰痛や疲労の主な要因は着座による骨盤の後傾とそれに誘発される腰椎部分のＣ字状の曲りにある。更にその腰椎部分の曲りには上体の重さがかかるため座屈が発生し腰椎部分の曲りをより増加させ腰痛を助長する要因にもなっている。また腰椎部分の座屈は腰椎部分をより後方に変位させるように作用するが、一方で背もたれに押さえられるために腰椎部分の支持圧力は増加する。加えて腰椎部分の曲りによる接触面積の減少にもより単位面積当たりの支持圧力は増加し血行不良の要因にもなっている。

以上のように脊柱のどこかに曲りが生じると上体の重さによる座屈が発生しそれが腰痛や疲労の要因になる。従って脊柱を真っすぐになるように支持すれば脊柱の座屈は防止できる。しかし脊柱にかかる上体の重さは脊柱のみでなく骨盤を通して臀部で受け止められることになるので、その受け止め経路全体において座屈が発生しないようにする必要がある。従って脊柱との関係において骨盤が後傾しないようにする支持位置も課題になる。

従来から背もたれを平面で構成した椅子は数多あるが脊柱は真っすぐには支持されない。その理由は人の背中は平面ではないからである。図３において説明すると、両肩甲骨３・３部、両腸骨稜４ａ・４ａ部および仙骨５の下部は、脊柱起立筋６・６（図４に示す脊柱２を真っすぐ支持するための部位）よりも後方に出っ張っておりその位置も影響も異なる。そのため単に背中全体を覆う平面な背もたれでは背中を押し当てても脊柱２は真っすぐにはならない。また上体の重さによる骨盤の後傾も防ぐ必要があり、それには仙骨５と腰椎の接続部近辺における腰椎支持が重要になる。その部位は両腸骨４・４間に位置し両腸骨４・４よりもやや凹んだ位置にあるため両腸骨４・４にまたがる平面な背もたれでは隙間が生じ支持されない。それ故にその隙間を埋めるように前記腰椎部分は後方に変位し骨盤の後傾と腰椎の曲りを誘発する。従ってそれを防ぐためには両腸骨４・４間の位置を支持することが必須になる。以上のように脊柱２を真っすぐに支持するためには、脊柱のみでなく骨盤の後傾を防ぐ支持位置も重要になる。

また両肩甲骨３・３間から両腸骨４・４間に至る範囲の脊柱起立筋６・６の背後を平面で支えたのみでは脊柱２は真っすぐにはならない。その理由は上体の重心は脊柱２よりも前側にあり且つ腹部には肋骨がなくなるので、腹部近辺の脊柱２には前側に曲がる力が作用していてその部位の支持圧力は他の部位よりも高まる。その結果前記部位の脊柱起立筋６・６は他の部位よりも潰れが多くなり脊柱２は真っすぐには支持されなくなる。従って脊柱起立筋６・６全体にわたってその潰れを均一にする必要があり、それには前記部位に相当する肋骨の下部周辺から両腸骨稜４ａ・４ａに触れない範囲で支持面積を左右に広げ潰れを均一にする補整が必要になる。

上記課題の解決手段は、脊柱２の両側を縦走する脊柱起立筋６・６よりも背後に突出する部位となる両肩甲骨３・３と両腸骨稜４ａ・４ａを避け、両肩甲骨３・３間から両腸骨４・４間に至る範囲の脊柱起立筋６・６の背後を平面の剛体で支持し、且つ肋骨の下部周辺から両腸骨稜４ａ・４ａに触れない範囲で前記支持平面の横幅を左右に広げてなる椅子の背もたれ１が解決手段になる。

上記課題を解決するための手段の中で「平面の剛体で支持し」とあるが、その平面の反りによる着座感覚への影響度合を下記に示す。（反りのない平面上に背もたれを置いてその中央部の隙間で計測、背もたれの上下間の寸法は３３ｃｍのものを使用）

実験によれば凸側の反り（腰椎が前弯する方向）で１ｍｍ、反対の凹側の反りで０．５ｍｍまでは反りのない平面と同一の着座感覚である。感覚的に相違が感じられ始めるのが凸側の反りで２ｍｍ、凹側の反りで１ｍｍからである。着座感覚は反りの増加と共に連続的に悪化するので妥協点をどこにするかによって改善の程度は変わる。その妥協点は凸側の反りで３ｍｍ程度、凹側の反りで１．５ｍｍ程度ではないかと考えられる。

上記反りの計測は背もたれ１を剛体で製作したもので行ったが、柔軟性のある弾性素材で製作した場合でも脊柱２を真っすぐに支持することは可能である。本発明によれば背もたれ１全面にわたって支持圧力が均一に分布するため、柔軟性のある弾性素材であっても全面が均一に変形し平面が維持されるからである。しかし柔軟性のある弾性素材を使用する場合には背もたれ１全体の反りを防止する目的で背後に平面の剛体基盤を配置する必要がある。

脊柱２を真っすぐに支持した時の上体に働く重力は、脊柱２方向（脊柱２に沿う方向）にかかる分力と、それとは直角方向で背もたれ１面に垂直にかかる分力に分けて考えることができる。前者の脊柱２方向にかかる分力は脊柱２に座屈を起こすことなく骨盤を通して臀部で受け止められる。その過程で骨盤の後傾は両腸骨４・４間を支持することにより防止できる。一方後者の背もたれ１面に垂直にかかる分力は、背もたれ１全面にわたって均一に分布するので（座屈が生じないことと背もたれ１の面積補整による）脊柱起立筋６・６の潰れを均一化することが可能になった。

腰椎部分に無理がかからない自然な形態は骨盤の傾斜に関係している。起立姿勢では骨盤はやや前傾し、腰椎部分は前弯した状態が自然な形態になっている。一方着座する過程では骨盤は大殿筋やハムストリング等によって引っ張られ後傾するために、腰椎部分は骨盤の後傾に応じて前記前弯状態から真っすぐの状態を経て前かがみになるＣ字状の曲りへと変形する。その骨盤の後傾度合いに応じて形成される姿勢が自然な形態であり、それを変えようとすると筋力や外力を加えなければならない。以上のことから着座姿勢では起立姿勢の時のような前弯した腰椎の状態は自然な形態にはなりえない。従って本発明は前記自然な形態の中で腰椎の曲りが少ない真っすぐな状態での支持を可能にしたことで腰痛と疲労を軽減できるようになった。

請求項３の効果は、着座位置が前後に多少ずれても請求項１および請求項２の効果が失われないようにしたものである。着座位置に応じて背もたれ１の角度が変わり背中に密着することにより請求項１および請求項２の効果を維持することができる。一方着座位置を変えることにより背もたれ１の角度も選択することができる。また背もたれ１に寄りかかった時にモーメントが発生しないので、姿勢を変えようとする抗力が発生せず筋力を使わない自然な姿勢を維持することができる。

本発明の背もたれを椅子に適用した斜視図である。本発明の背もたれの形状を示す寸法図である。本発明の背もたれと背中との位置関係を示す図である。脊柱起立筋の位置を示す説明図である。背中全体を覆う背板のある椅子に本発明の背もたれを適用した斜視図である。自動車のシートバックに本発明の背もたれを適用した斜視図である。請求項３の適用例を示す椅子の中央縦断面図である。

図１は本発明の背もたれを椅子に適用した斜視図である。背もたれ１の形状を示す寸法は図２に示してある。背もたれ１は平面の剛体で形成し横幅を広げた部分は両側で椅子の支柱に固定されている。該横幅を広げた平面部分の機能的役割（支持圧力の補整）は２４ｃｍ程度までで、それより両外側は椅子の支柱に固定する役割となる。座面と背もたれ１下端との隙間は１０ｃｍに設定（１７０ｃｍ前後の身長に適応）してあるが、背もたれ１に上下調節機構を付けて適応範囲を拡げることもできる。本実施例では座面は水平に設定してあり、該座面と背もたれ１の角度は１１３度に設定してある。材質は木材やプラスチックなど椅子に汎用される素材が適用される。

図２は本発明の背もたれの形状を示す寸法図である。身長１７０ｃｍ前後の人に適応させた場合の寸法を下記に示す。
Ｗ＝３０ｃｍ
Ｗ１＝８ｃｍ
Ｗ２＝１０ｃｍ
Ｗ３＝１３ｃｍ
Ｗ４＝８ｃｍ
Ｈ＝３３ｃｍ
Ｈ１＝６ｃｍ
Ｈ２＝１３ｃｍ
Ｒ＝４ｃｍ

図３は本発明の背もたれと背中との位置関係を示す図である。背もたれ１の上部は両肩甲骨３・３の出っ張りの影響を受けない範囲で脊柱起立筋６・６を支持し、下部は両腸骨４・４の影響を受けない範囲で両腸骨４・４間の脊柱起立筋６・６を支持している。肋骨の下部周辺から両腸骨稜４ａ・４ａに触れない範囲は横幅を左右に広げ支持面積を大きくしてある。背もたれ１と両腸骨稜４ａ・４ａとの間にはスペースＳを設けてある。

図５は背中全体を覆う背板のある椅子に本発明の背もたれを適用した斜視図である。背板１ａおよび座部は成形合板（剛体）により一体に形成されている。背板１ａは平面に形成されていてその表面に被覆されたウレタンフォームの背もたれ１が形成してある。背もたれ１は背板１ａによる肩甲骨３の影響を避けるために２０ｍｍ程度突出させて形成してある。寄りかかりによりウレタンフォームは潰れるが１５ｍｍ程度の突出量が残ることが望ましい。

図６は自動車のシートバックに本発明の背もたれを適用した斜視図である。シートバック１ｂと背もたれ１との突出量に関する関係は図５に示す実施例と同じである。背もたれ１表面の被覆材の背後には厚さ１０ｍｍ程度のウレタンフォームを配置し、更にその背後を平面の剛体で支持し背もたれ１の平面を維持すると共に、シートバック１ｂと背もたれ１は同期して前後に弾性的に動くようにバネにより支持されている。

図７は請求項３の適用例を示す椅子の中央縦断面図である。背もたれ１は水平方向に回転軸を有する結合部材９によって椅子の支柱７に結合されシーソーのような動きをする。該回転軸の位置は背もたれ１における寄り掛かり力の作用点と一致させてある。なお背もたれ１における作用点の位置は上下間幅の中央近くにある。本実施例では回転軸を背もたれ１の背面に設けてあるが、回転軸を背もたれ１の両側面に設けることもできる。それによって背もたれ１の表面と回転軸の距離を小さくできるので、背もたれ１の振れ角による表面移動量を少なくすることができる。規制板８は背もたれ１の振れ角を規制すると共に両支柱７間の結合強度の補強を兼ねている。背もたれ１の振れ角の範囲は（座面を水平に設定した場合）座面との角度で１１２度から１２４度の範囲が感覚的に適当と思われる。

１背もたれ
１ａ背板
１ｂシートバック
２脊柱
３肩甲骨
４腸骨
４ａ腸骨稜
５仙骨
Ｓスペース
６脊柱起立筋
７支柱
８規制板
９結合部材

実験によれば凸側の反り（腰椎が前弯する方向）で１ｍｍ、反対の凹側の反りで０．５ｍｍまでは反りのない平面と同一の着座感覚である。感覚的に相違が感じられ始めるのが凸側の反りで２ｍｍ、凹側の反りで１ｍｍからである。着座感覚は反りの増加と共に連続的に悪化するので妥協点をどこにするかによって改善の程度は変わる。その妥協点は凸側の反りで３ｍｍ程度、凹側の反りで２ｍｍ程度ではないかと考えられる。

本発明は椅子の背もたれに関するものである。

上記課題の解決手段は、脊柱２の両側を縦走する脊柱起立筋６・６よりも背後に突出する部位となる両肩甲骨３・３と両腸骨稜４ａ・４ａを避け、両肩甲骨３・３間から両腸骨４・４間に至る範囲の脊柱起立筋６・６の背後を平面の剛体で支持し、且つ肋骨の下部周辺から両腸骨稜４ａ・４ａに触れない範囲で前記支持平面の横幅を左右に広げてなる椅子の背もたれ１において、図２に示す身長１７０ｃｍ前後の人に適応させた形状を示す寸法を基準とし、その適応範囲をこえる身長においてはその身長差に応じて前記寸法基準を相似的に変更し背中の大きさに適応させた椅子の背もたれ１が解決手段になる。

本発明の背もたれを椅子に適用した斜視図である。本発明の背もたれの形状を示す寸法図である。本発明の背もたれと背中との位置関係を示す図である。脊柱起立筋の位置を示す説明図である。背中全体を覆う背板のある椅子に本発明の背もたれを適用した斜視図である。自動車のシートバックに本発明の背もたれを適用した斜視図である。本発明の背もたれにシーソー機能を付加した椅子の中央縦断面図である。

図７は本発明の背もたれ１にシーソー機能を付加した椅子の中央縦断面図である。背もたれ１は水平方向に回転軸を有する結合部材９によって椅子の支柱７に結合されシーソーのような動きをする。背もたれ１は着座位置に応じて角度が変わるので常に背中を背もたれに密着させることができる。規制板８は背もたれ１の振れ角を規制すると共に両支柱７間の結合強度の補強を兼ねている。

Claims

両肩甲骨３・３と両腸骨４・４の影響を避けて脊柱２を真っすぐに支持するために、両肩甲骨３・３間から両腸骨４・４間に至る範囲の脊柱起立筋６・６の背後を平面の剛体で支持し、且つ肋骨の下部周辺から両腸骨稜４ａ・４ａに触れない範囲で前記支持平面の横幅を左右に広げてなる椅子の背もたれ１。
請求項１記載の椅子の背もたれ１を柔軟性のある弾性素材で形成した場合において、その背後に平面の剛体基盤を配置することによって背もたれ１の平面を維持できるようにした請求項１記載の椅子の背もたれ１。
請求項１および請求項２記載の椅子の背もたれ１を水平方向に回転軸を有する結合部材９で椅子に結合する際に、背もたれ１にかかる寄りかかり力の作用点と、その支持点となる回転軸の位置を一致させ、寄りかかり力により背もたれ１にモーメントが生じないようにした請求項１および請求項２記載の椅子の背もたれ１。