JP5625811B2 - 立席型のシート装置 - Google Patents

Description

本発明は、着座者の立ち姿勢を保つ立席型のシート装置に関する。

従来、産業車両などでは立ち姿勢で運転するものがあり、この立ち姿勢で運転する場合のシート装置が提案されている。このシート装置は、背もたれ部とシート部とによって形成された背もたれパットを備え、この背もたれパットが昇降調整機構を介して運転席に取り付けられている。これにより、運転姿勢の選択を可能として、長時間運転による着座者の疲労を軽減させようとしている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００５−１３２５２５号公報

しかしながら、かかる従来の立席型のシート装置は、背もたれパットの背部や臀部を保持する面を臀部形状に合わせる構成やその背もたれパットの昇降機能だけでは、着座者の脊柱は歩行時のような理想的なＳ字形を保持することはできない。その結果、腰椎は歩行時に対して傾斜角が大きく後傾することになり、常に腰椎が曲げられた状態となる。このため、着座時間が長くなることに伴って腰部に違和感を生じるおそれがあった。

そこで、本発明は、長時間の運転時における腰部の違和感を低減できる立席型のシート装置を提供するものである。

本発明の立席型のシート装置にあっては、着座者の臀部を支えるシート座面部が、着座者の尾骨部から座骨下部を支える座面後部と、この座面後部の前方に配置されて座面後部に沿って延在し、着座者の大腿部を支える座面前部と、を有しており、前記シート座面部を、全体的に前方に向けて斜め下方に傾斜する所定の前傾傾斜角度をもって配置するとともに、着座者がシート座面部に着座したときに、座面後部が座面前部よりも下方となるように配置して座面後部と座面前部との境界部分に段差が生じるようにし、前記段差の大きさが大腿部の非干渉高さに設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、座面後部によって支えられた着座者の座骨下部が、段差によってシート座面部の前方および下方から支持されて尾骨部が押し上げられる。これにより、体幹の重心軸が、側面視において着座時の尾骨後方位置から股関節部位置近傍に向かって前方に移動する結果、骨盤全体が人体の歩行時に近いような起立した状態を安定して保持することができる。このため、長時間の着座に対して腰部の違和感を低減させることができる。

図１は、本発明にかかる立席型のシート装置の第１の実施形態を示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態のシート装置に着座者が着座した状態のシート座面部と着座者の腰部骨格との関係を模式的に示す側面図である。 図３は、本発明のシート装置を説明するために人体の歩行時の骨格構造を示す側面図である。 図４は、第１の実施形態のシート装置に着座者が着座した時の骨格構造を示す側面図である。 図５は、図３中I部に示す骨盤の状態を示す拡大図である。 図６は、図４中II部に示す骨盤の状態を示す拡大図である。 図７は、本発明のシート装置を説明するために通常の着座時の骨格構造を示す側面図である。 図８は、本発明にかかるシート装置においてシート座面部の前傾傾斜角度に対する下肢自重分担率の関係を示すグラフである。 図９は、本発明にかかる立席型のシート装置の第２の実施形態を示す斜視図である。 図１０は、本発明にかかる立席型のシート装置の第３の実施形態を示す斜視図である。 図１１は、第３の実施形態のシート装置の設置状態を示す図１０中III−III線に沿った断面図である。 図１２は、本発明にかかる立席型のシート装置の第４の実施形態を示す斜視図である。 図１３は、第４の実施形態にかかるシート装置の変形例を示す斜視図である。 図１４は、本発明にかかる立席型のシート装置の第５の実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１〜図８は、本発明にかかる立席型のシート装置の第１の実施形態を示す。このシート装置は、図示を省略したが、たとえば、運転者（着座者）が立った状態で運転操作する産業車両などに適用することができる。しかし、これに限ることなく通常用いられる立席用の椅子としても用いることができ、着座者は立ち姿勢を保った状態で着座できるようになっている。

すなわち、本実施形態のシート装置は、図１に示すように、着座者１００（図４参照）の臀部１１０を支持するシート座面部１を備える。このシート座面部１は、図１，２に示すように、着座者１００の尾骨部１２０から座骨下部１３０を支える座面後部２と、この座面後部２の前方に配置されて延在し、着座者１００の大腿部１４０を支持する座面前部３とを有する。座面前部３は、座面後部２よりもシート座面部１の直交方向に対して上側に配置されており、これら座面後部２と座面前部３との間に段差４が形成されている。即ち、段差４は、座面後部２の前端部２ｆから前方斜め上方に向けて延在して、座面前部３の後端部３ｒに連結されている。なお、本実施形態では、座面後部２の後端部２ｒおよび座面前部３の前端部３ｆは、下方に滑らかに湾曲する円弧面２Ｃ、３Ｃとなっている。

また、シート座面部１は、図示省略した床面や台座に設置されて用いられるが、そのシート座面部１は、図２に示すように、所定の前傾傾斜角度θをもって全体的に前方斜め下方に向けて配置されている。なお、このとき、シート座面部１と上記床面や台座との間に、着座者１００の体型に応じて高さを調整する機構を設けてもよい。なお、前傾傾斜角度θについては後ほど詳細に説明する。

このように構成されたシート座面部１は、図２に示すように、着座者１００が着座した状態では、座骨下部１３０が段差４によって前方および下方から支持される。また、シート座面部１に前傾傾斜角度θが設けられていることにより、着座者１００の骨盤１５０は、起立した状態でシート座面部１に保持されることになる。

ここで、骨盤１５０の起立した状態とは、図３に示す起立した人体１０の骨格構造における骨盤１５０の配置と同等の状態を指し、実際には図４に示すほぼ立位状態でシート座面部１に保持されている骨格構造における骨盤１５０の配置となる。

図３に示された骨盤１５０の起立状態と、図４に示された骨盤１５０の起立状態とをより詳細に示すと、それぞれ図５および図６に示すような骨盤１５０の配置が見られる。このとき、２足歩行時の骨盤起立角度α１は、ほぼ立位着座時の骨盤起立角度α２よりも大きい状態にあるのが普通である。これは、歩行時には体幹（上半身）の重心軸Ｃ１（図３参照）が、ほぼ立位着座時の体幹の重心軸Ｃ２（図４参照）よりも側面視にて人体１０の前側に位置するためである。

しかしながら、図４に示す本実施形態における骨盤１５０の起立状態は、図７に示すように、通常に着座した時の骨盤１５０の配置に比較して歩行時の骨盤１５０の配置に近い状態となり、骨盤１５０に直接に結合している仙骨１６０はほぼ起立した状態となっている。これは、歩行時とほぼ立位着座時では重心軸Ｃ１、Ｃ２が近い状態で位置するのに対して、通常の着座時では体幹の重心軸Ｃ３が側面視で尾骨部１２０の後方に位置することに起因している。

このように、本実施形態では、着座に伴う骨盤１５０周りの支持位置とその保持角度とにより、図４に示すように、体幹のうち脊柱１７０の形状を仙骨１６０を含む腰椎部１８０の保持角度を通常の着座姿勢に対して起立させることで、歩行時と同等のＳ字形を形成させることが可能となる。

一方、図４に示す骨盤１５０の配置を実現するために必要な上述の前傾傾斜角度θは、自重の臀部１１０と下肢の分担割合にて規定することができる。図８に、シート座面部１の前傾傾斜角度θｎを変化させたときに、下肢の自重分担率が変化する様子を示す。

すなわち、図８に示すように、シート座面部１の前傾傾斜角度θｎが０から推移する際に、途中の約２５度付近で自重分担曲線Ｋの曲率が変化する変化点Ｐが存在する。これは前傾傾斜角度θｎが０、つまり、通常着座によるシート座面角度の場合には、下肢自重分担率が１０数パーセントであり、これは膝から下部の人体部位の重さを受け持っているが、この変化点Ｐまではその重さに大腿部１４０の重さが徐々に加わっていく過程Ａが存在するためである。

変化点Ｐ以降の自重分担曲線Ｋは、人体の骨格上、体幹重心軸Ｃ２が側面視において前方に移動して、積極的に臀部１１０への自重押し付け量と自重分担の割合とを下肢が支配的に制御する領域に入ることになる。このため、変化点Ｐ以降では骨盤１５０の起立が、シート座面部１の前傾傾斜角度θｎの増加と、下肢の積極的な自重分担の両方の効果とにより促進されることになる。なお、図８に示す自重分担曲線Ｋは、一般的には体格に関わりなく同様な変化点Ｐを有する傾向が示されることが確認されており、その対応する角度θｎと分担率は、実際に着座することにより個々の体型毎に計測して規定することができる。

本実施形態で骨盤１５０の姿勢を最適状態に保持するために有効な前傾傾斜角度θｎ、すなわち、前述した前傾傾斜角度θは、図８に示す変化点Ｐを含む領域で、下肢自重分担率が２０〜５０パーセントの領域Ｂとして規定することができる。この領域Ｂは、体格差およびその他に人体骨格上、あるいは皮下脂肪率などの個別の体型に対応する形で領域を規定している。

また、下肢自重分担率が２０〜５０パーセントの領域とは、下肢の筋肉の積極的な使用を可能とする領域として知られており、そのため、ほぼ立位着座時の体幹の姿勢安定において下肢の役割が増加して有効に機能する効果も得られる領域として規定することができる。

したがって、本実施形態では、前傾傾斜角度θが、体幹の重心軸Ｃ２が股関節部位近傍に向かって前方に移動した位置で、かつ、シート座面部１に自重支持した状態で、自重が臀部１１０と下肢とに分担される際における下肢の分担率が２０％〜５０％の範囲となるように設定される。

また、本実施形態では、シート座面部１の座面後部２と座面前部３とが、段差４によって上下方向の高低差Ｓをもって配置されているが、これら座面後部２と座面前部３とはほぼ平行に配置されるようになっている。

このように、座面後部２と座面前部３とが略平行に配置されることにより、着座者１００の大腿部１４０の対地傾斜角度も前傾傾斜角度θをもって支持されることになる。

さらに、本実施形態では、段差４の高低差Ｓの大きさが大腿部１４０の非干渉高さに設定されている。

ここで、大腿部１４０の非干渉高さとは、図２に示すように、骨盤１５０が前傾傾斜角度θに沿って起立した際に、座面前部３によって大腿骨１９０とその下部筋肉および皮下脂肪などの表層軟組織２００からなる大腿部１４０の下部を支持する上で、座面後部２に支持された臀部１１０との接触により形成される有効座面に対する段差４の干渉が過度にならない大きさとして、その段差４が人体の骨格構造上で規定される高さである。

以上の構成により、第１の実施形態の立席型のシート構造によれば、座面後部２と座面前部３との間に介在する段差４によって、シート座面部１には座面後部２の前端部２ｆよりも座面前部３の後端部３ｒが上方となるように高低差Ｓを持たせてあり、かつ、そのシート座面部１を、前傾傾斜角度θをもって全体的に前方斜め下方に向けて傾斜配置させてある。したがって、座面後部２によって支えられた着座者１００の座骨下部１３０が前方および下方から段差４によって支持されるため、尾骨部１２０が押し上げられ、さらに、下肢部の自重分担が前傾傾斜角度θで設定された最適な割合になる。これにより、体幹の重心軸Ｃ２が、側面視において着座時の尾骨後方位置から股関節部位置近傍に向かって前方に移動する結果、骨盤１５０全体が人体の歩行時に近いような起立した状態を安定して保持することができる。

また、着座者１００の人体構造上、骨盤１５０が起立している状態では、これに結合している腰椎１８もほぼ起立した状態となるため脊柱１７０の下部が起立し、これにより脊柱１７０全体がいわゆるＳ字形を形成することになる。人体構造では、このように脊柱１７０がＳ字形を形成した状態が２足起立姿勢で安定できる姿勢であり、腰椎部１８０への偏心荷重の低減に伴って腰部違和感を低減できる。

また、第１の実施形態によれば、上述した前傾傾斜角度θは、体幹の重心軸Ｃ２が股関節部位近傍に向かって前方に移動した位置で、かつ、シート座面部１に自重支持した状態で、自重が臀部１１０と下肢とに分担される際の下肢分担率が２０％〜５０％の範囲となるように設定されている。これにより、骨盤１５０の起立が、シート座面部１の前傾傾斜角度θｎの増加と、下肢の積極的な自重分担の両方の効果によって促進され、脊柱１７０のＳ字形をより確実かつ自然に形成できるようになる。

さらに、第１の実施形態によれば、前傾傾斜角度θに設定されたシート座面部１の座面後部２と座面前部３とがほぼ平行に配置されているので、座面後部２に着座者１００の骨盤１５０全体が保持されて歩行時に近い起立状態を保持できる。また、骨盤１５０に続く大腿部１４０の下部も同じ前傾傾斜角度θで保持されるので、自然に安定した着座姿勢をとることができる。

さらにまた、第１の実施形態によれば、段差４の段差Ｓの大きさが大腿部１４０の非干渉高さに設定されているので、大腿部１４０の下部を支持する上で、臀部１１０の接触により形成される有効座面に対して段差４で過度な干渉が生じないため、座骨下部１３０の前方かつ下方への保持性を確実とした骨盤１５０の起立姿勢をとることができる。また、これに加えて、座面前部３における大腿部１４０の保持部の圧迫感が抑制されるため、自然に下肢の着床による安定した着座姿勢をとることができる。

[第２の実施形態]
図９は、本発明の第２の実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。

本実施形態が第１の実施形態と主に異なる点は、シート座面部１の少なくとも座面後部２と座面前部３の表面を、圧縮変形自在なウレタンなどの表面部材５で覆い、着座者１００が着座した際に座面後部２を覆った表面部材５が沈み込むことによって、上述した所定の前傾傾斜角度θを設定するようにしたことにある。なお、本実施形態では、シート座面部１の座面後部２、座面前部３および段差４を含む全体が表面部材５によって覆われている。

もちろん、このようにシート座面部１を表面部材５で覆った場合にも、着座者１００がシート座面部１に着座して臀部１１０を支持させた際に、尾骨部１２０から座骨下部１３０を支える座面後部２の表面部材５の沈み込み後の有効座面の支持角度が、対地水平面に対して第１の実施形態と同様に前傾傾斜角度θとなるように設定される。

また、本実施形態では、シート座面部１は、着座者１００が着座したときの座面後部２を覆う表面部材５の沈み込み量を座面前部３よりも大きくしてある。

したがって、第２の実施形態の立席型のシート装置によれば、第１の実施形態と同様の機能を発揮しつつ、シート座面部１を覆った表面部材５によって、着座者１００の臀部１１０および大腿部１４０の接触部分の当たりが柔軟となり、着座位置がずれた場合の片当たりによる刺激を緩和することができる。

また、着座者１００が着座したときの座面後部２の表面部材５の沈み込み量を座面前部３よりも大きくしたので、第１の実施形態と同様に、尾骨部１２０から座骨下部１３０までの接触部がシート座面部１の座面後部２に設定される。これにより、着座者の座骨下部１３０を確実に保持することができ、第１の実施形態と同様の機能を発揮することができる。

[第３の実施形態]
図１０および図１１は、本発明の第３の実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。

本実施形態が第１の実施形態と主に異なる点は、着座者１００の臀部１１０の形状に沿って形成した凹部６によって座面後部２を形成し、その凹部６の前端に段差４Ａを設けた点にある。なお、本実施形態では、シート座面部１Ａが凹部６を形成するに十分な厚肉に形成されている。

また、本実施形態のシート座面部１Ａは、図１１に示すように第１の実施形態と同様に前傾傾斜角度θを付けて床面や台座に設置されて、着座者１００の脊柱１７０をＳ字形に保持することになる。このとき、シート座面部１Ａは、本来の前傾傾斜角度θが得られるように設置角度の調整が可能なように取り付けられる。

したがって、第３の実施形態の立席型のシート装置にあっても、第１の実施形態と同様の機能を発揮することができる。なお、本実施形態にあっても、段差４Ａの高低差Ｓの大きさが大腿部１４０の非干渉高さに設定されていることが好ましく、また、着座者１００が着座したときの座面後部２の沈み込み量を座面前部３よりも大きくしておくことが好ましい。

[第４の実施形態]
図１２は、本発明の第４の実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。

本実施形態が第１の実施形態と主に異なる点は、シート座面部１Ｂが、左右両側に前後方向に延在する一対の左、右フレーム７と、この一対のフレーム７間に張り渡すベルト部材８を備えて構成されたことにある。この場合、ベルト部材８の張力は座面前部３に設けたものよりも座面後部２に設けたものの方が小さく設定されている。

すなわち、本実施形態では、シート座面部１Ｂの座面後部２に相当する部分が幅広の布状ベルト８１を一対のフレーム７間に張架して形成されるとともに、座面前部３に相当する部分が同様に幅広の布状ベルト８２をフレーム７間に張架して形成されている。そして、座面後部２の布状ベルト８１によって着座者１００の尾骨部１２０から座骨下部１３０を支持するとともに、座面前部３の布状ベルト８２によって大腿部１４０を支持するようになっている。

このとき、座面後部２の布状ベルト８１の張力を座面前部３の布状ベルト８２よりも弱くして、着座者１００が着座した際の布状ベルト８１の沈み込みを、布状ベルト８２よりも大きくしている。これにより、第１の実施形態と同様に着座者１００の座骨下部１３０の前方かつ下方を保持するとともに、前傾傾斜角度θをシート座面部１Ｂに設けることで、骨盤１５０の起立を実現できるようになっている。この場合、着座者１００が着座したとき、布状ベルト８１の方が布状ベルト８２よりも深く沈み込むため、両ベルト８１，８２の間に段差が生じる。

なお、上述した一対の左、右フレーム７は、それらの前端部と後端部を連結する前、後フレーム７１によって支持され、それら左、右フレーム７および前、後フレーム７１は全体として矩形状をなしている。

したがって、第４の実施形態の立席型のシート装置にあっても、第１の実施形態と同様の機能を発揮することができる。

図１３は、第４の実施形態の変形例を示し、シート座面部１Ｂの上側に、圧縮変形自在なウレタンなどの柔軟材料９を配置したものである。

したがって、本変形例によれば、柔軟材料９の変形による有効座面の構成と、それに対する前傾傾斜角度θの設定をもって、着座者１００の臀部１１０および大腿部１４０の支持部の接触部分の当たりを柔軟にし、片当たりによる刺激を緩和することができる。

[第５の実施形態]
図１４は、本発明の第５の実施形態を示し、前記第１の実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。

本実施形態が第１の実施形態と主に異なる点は、シート座面部１Ｃを、所定厚さを有する圧縮変形可能な肉厚材料１０で全体を形成し、この肉厚材料１０の座面後部２の硬度を座面前部３よりも低く設定したことにある。これにより、着座者１００が着座したとき、座面前部３よりも座面後部２の方が深く沈み込むため、座面前部３と座面後部２との間に段差が生じる。

厚肉材料１０は、座面後部２と座面前部３とで硬さが異なるウレタンなどの材料で形成され、座面後部２の硬さが座面前部３よりも柔らかく形成される。そして、座面後部２と座面前部３との境界１１部分において、座骨下部１３０の支持部が座面後部３に沈み込むように着座することで、骨盤１５０の前方および下方の保持と、座面前部３および座面後部２の着座による変形後の有効座面の前傾傾斜角度θを保持することで、骨盤１５０を起立させる姿勢を保持できる。

したがって、第５の実施形態のシート装置にあっても、第１および第２の実施形態と同様の機能を発揮できる。

ところで、本発明の立席型のシート装置は、前記各実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ シート座面部
２ 座面後部
２ｆ 座面後部の前端部
３ 座面前部
３ｒ 座面前部の後端部
４、４Ａ 段差
５ 表面部材
７ フレーム
８ ベルト部材
１０ 肉厚材料
１００ 着座者
１１０ 臀部
１２０ 尾骨部
１３０ 座骨下部
１４０ 大腿部
１５０ 骨盤
θ 前傾傾斜角度
Ｓ 高低差
Ｃ２ 体幹の重心軸

Claims (6)

1. 着座者の臀部を支持するシート座面部を有し、着座者の立ち姿勢を保持する立席型のシート装置であって、
   前記シート座面部は、着座者の尾骨部から座骨下部を支持する座面後部と、この座面後部の前方に配置されて座面後部の延在方向に沿って延び、着座者の大腿部を支持する座面前部と、を備え、
   着座者がシート座面部に着座したときに、前記座面後部が座面前部よりもシート座面部の直交方向に対して下方に配置されて座面後部と座面前部との境界部分に段差が生じるように構成するとともに、
   前記シート座面部は、前方斜め下方にむけて所定の前傾傾斜角度で傾斜配置され、
   前記段差の大きさが大腿部の非干渉高さに設定されていることを特徴とする立席型のシート装置。
2. 前記所定の前傾傾斜角度は、体幹の重心軸が股関節部位近傍に向かって前方に移動した位置で、かつ、前記シート座面部に自重支持した状態で、自重が臀部と下肢とに分担される際の下肢分担率が２０％〜５０％となるように設定されたことを特徴とする請求項１に記載の立席型のシート装置。
3. 前記シート座面部の少なくとも表面が圧縮変形可能な表面部材で覆われ、着座者が着座した際に前記表面部材が沈み込んで前記シート座面部が前記所定の前傾傾斜角度になるように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の立席型のシート装置。
4. 前記着座者が着座した場合における表面部材の座面後部の沈み込み量を座面前部よりも大きくしたことを特徴とする請求項１または３に記載の立席型のシート装置。
5. 前記シート座面部は、左右両側に前後方向に延在する一対のフレームと、この一対のフレーム間に張り渡すベルト部材とを備えてなり、このベルト部材の張力は座面前部よりも座面後部が小さく設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の立席型のシート装置。
6. 前記シート座面部は、所定厚さを有する圧縮変形可能な肉厚材料で全体を形成し、この肉厚材料の前記座面後部の硬度が前記座面前部よりも低く設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の立席型のシート装置。
   

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