(57)【要約】【課題】マッサージとは異なる手法を適用し、長時間の着座者の疲労の蓄積を低減することができるパワーシート装置を提供する。【解決手段】着座者に対する付与圧力の増減によって着座者の姿勢を変化させる姿勢変化機構１４−２０を有するパワーシートと、姿勢変化機構１４−２０を制御する制御装置２１とを備える。制御装置２１は、姿勢変化機構１４−２０による着座者に対する付与圧力をゼロ以外の圧力とした姿勢拘束状態と、付与圧力を姿勢拘束状態における付与圧力より低い圧力とした姿勢緩和状態と、を切り替える。さらに、それぞれの状態は、少なくとも１分間保持する。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座者に対する付与圧力の増減によって着座者の姿勢を変化させる姿勢変化機構を有するパワーシートと、
前記姿勢変化機構を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記姿勢変化機構による着座者に対する前記付与圧力をゼロ以外の圧力とした姿勢拘束状態と、前記付与圧力を前記姿勢拘束状態における付与圧力より低い圧力とした姿勢緩和状態と、を切り替えると共に、
それぞれの状態を少なくとも１分間保持する、パワーシート装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記姿勢拘束状態および前記姿勢緩和状態をそれぞれ５分以上２４分以内の間保持する、請求項１に記載のパワーシート装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記姿勢拘束状態の保持時間および前記姿勢緩和状態の保持時間を５分以上２４分以内とし、前記姿勢拘束状態の保持時間を前記姿勢緩和状態の保持時間以上に設定する、請求項２に記載のパワーシート装置。
【請求項４】
前記制御装置は、予め決められた時間のタイミングで、前記姿勢変化機構の状態を切り替える、請求項１〜３の何れか一項に記載のパワーシート装置。
【請求項５】
前記パワーシート装置は、さらに、前記パワーシートの座面および背面の少なくとも一方における荷重分布を検出する荷重センサを備え、
前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記姿勢変化機構による前記姿勢拘束状態または前記姿勢緩和状態を異ならせる、請求項４に記載のパワーシート装置。
【請求項６】
前記荷重センサは、前記パワーシートの背面に荷重分布を検出し、
前記姿勢変化機構は、ランバーサポート、背面サイドサポート、背面上部チルト機構の何れかであり、
前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記姿勢変化機構の機能する位置を調整することにより、前記姿勢拘束状態を異ならせる、請求項５に記載のパワーシート装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記パワーシートの背面における前記荷重分布により得られた前記着座者の体格情報に基づいて、前記姿勢変化機構の機能する位置を調整する、請求項６に記載のパワーシート装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記体格情報としての、前記パワーシートの背面における前記荷重分布により得られた腰椎から肩までの長さ，腰椎高さおよび荷重範囲の横幅に基づいて、前記姿勢変化機構の機能する位置を調整する、請求項７に記載のパワーシート装置。
【請求項９】
前記荷重センサは、前記パワーシートの座面に荷重分布を検出し、
前記姿勢変化機構は、座面サイドサポートであり、
前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記座面サイドサポートの機能する位置を調整することにより、前記姿勢拘束状態を異ならせる、請求項５に記載のパワーシート装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記パワーシートの座面における前記荷重分布により得られた前記着座者の体格情報に基づいて、前記姿勢変化機構の機能する位置を調整する、請求項９に記載のパワーシート装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記体格情報としての、前記パワーシートの座面における前記荷重分布により得られた荷重重心の前後方向位置、臀部の大きさおよび臀部の前後方向位置に基づいて、前記座面サイドサポートの機能する位置を調整する、請求項１０に記載のパワーシート装置。
【請求項１２】
前記姿勢変化機構は、リクライニング機構、座面チルト機構、オットマンチルト機構の何れかであり、
前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記姿勢拘束状態と前記姿勢緩和状態との付与圧力の変化量を異ならせることにより、前記姿勢緩和状態を異ならせる、請求項５に記載のパワーシート装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記パワーシートの座面における荷重と背面における荷重の比に基づいて、前記姿勢拘束状態と前記姿勢緩和状態との付与圧力の変化量を異ならせる、請求項１２に記載のパワーシート装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記パワーシートの座面における荷重と背面における荷重との総和に基づいて、前記姿勢変化機構の駆動の可否を判定する、請求項１２または１３に記載のパワーシート装置。
【請求項１５】
前記パワーシート装置は、
さらに、前記パワーシートの座面および背面の少なくとも一方における荷重分布を検出する荷重センサを備え、
前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記姿勢拘束状態と前記姿勢緩和状態とを切り替える、請求項１〜３の何れか一項に記載のパワーシート装置。
【請求項１６】
前記荷重センサは、設置面を複数に区画した時において前記区画毎の荷重を検出し、
前記制御装置は、前記区画毎の荷重の時間変化に基づいて、前記姿勢拘束状態と前記姿勢緩和状態とを切り替える、請求項１５に記載のパワーシート装置。
【請求項１７】
前記荷重センサは、設置面を複数に区画した時において前記区画毎の荷重分布を検出し、
前記制御装置は、前記区画毎の荷重分布に基づいて前記区画毎の荷重重心を算出すると共に、前記区画毎の荷重重心に基づいて、前記姿勢拘束状態と前記姿勢緩和状態とを切り替える、請求項１５に記載のパワーシート装置。
【請求項１８】
前記パワーシートは、複数の姿勢変化機構を備え、
前記制御装置は、前記荷重センサにより検出された荷重分布に応じて設定された前記姿勢変化機構を制御する、請求項１５〜１７の何れか一項に記載のパワーシート装置。
【請求項１９】
前記荷重センサは、エラストマーにより面状に形成され、荷重分布を計測可能で、かつ、面接線方向に伸張変形可能である、請求項１５〜１８の何れか一項に記載のパワーシート装置。
【請求項２０】
前記荷重センサは、エラストマーにより形成された一対の電極、および、当該一対の電極の間に介在するエラストマーにより形成された誘電層により構成される静電容量型センサである、請求項１５〜１９に記載の何れか一項に記載のパワーシート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーシートを備えるパワーシート装置に関するものであり、パワーシートは、着座者に対する付与圧力の増減によって着座者の姿勢を変化させる姿勢変化機構を有する。
【背景技術】
【０００２】
シートの姿勢変化機構として、リクライニング機構、座面チルト機構、オットマンチルト機構、背面上部チルト機構、ランバーサポート、背面サイドサポート、座面サイドサポートなどがある。これらの姿勢変化機構をモータなどの駆動装置を用いて駆動するパワーシートが存在する。例えば、ランバーサポートを駆動する装置が、特許文献１〜４に記載されている。特許文献１には、ランバープレートを周期的にまたは非周期的に前後移動させることで、着座者の疲労の軽減を図ることが記載されている。
【０００３】
また、特許文献５〜７には、シート座面またはシート背面の体圧分布により、着座者の姿勢、疲労度、覚醒度などを検出することが記載されている。さらに、特許文献７には、疲労部位に対応するようにシート形状を変えることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献８には、シート背面の下部のたわみ量とシート座面の下方荷重に基づいて、統計学的手法によって決定された演算式を用いて、着座者の疲労度を定量的に算出することが記載されている。特許文献９には、エラストマーにより形成された静電容量型センサが記載されている。また、疲労の評価方法が、非特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１６８５４５号公報
【特許文献２】特開昭６１−２５７３３３号公報
【特許文献３】特開平９−３７８９１号公報
【特許文献４】特開昭６４−４４３５５号公報
【特許文献５】特開平１１−３２６０８４号公報
【特許文献６】特開２００２−８１５９号公報
【特許文献７】特公平６−５５５７７号公報
【特許文献８】特許第４２１６５４６号公報
【特許文献９】特許第４５６５３５９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「指尖容積脈波情報を用いた長時間差座  疲労の簡易評価法の開発」，人間工学，  Ｖｏｌ．４０，  Ｎｏ．５，ｐｐ．２５４−２６３（２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、着座者に対してマッサージを行うことで、着座者の疲労を軽減することができる。特許文献１には、短時間の間隔でランバーサポートを前後移動させているため、いわゆるマッサージ機能に相当する。しかしながら、例えば、車両の運転席に適用する場合、運転中に短時間でシート形状を変化させることは望まない運転者がいる。
【０００８】
そこで、本発明は、マッサージとは異なる手法を適用し、長時間の着座者の疲労の蓄積を低減することができるパワーシート装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本手段に係るパワーシート装置は、着座者に対する付与圧力の増減によって着座者の姿勢を変化させる姿勢変化機構を有するパワーシートと、姿勢変化機構を制御する制御装置とを備える。制御装置は、姿勢変化機構による着座者に対する前記付与圧力をゼロ以外の圧力とした姿勢拘束状態と、付与圧力を姿勢拘束状態における付与圧力より低い圧力とした姿勢緩和状態と、を切り替えると共に、それぞれの状態を少なくとも１分間保持する。
【００１０】
このように、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替えることにより、着座者に対して姿勢を変化させる。ただし、マッサージのように当該状態を１０秒以下で切り替えるのではなく、１分間以上、各状態を保持するようにしている。１分間以上、付与圧力を高くした状態で保持することで、着座者は姿勢が拘束された感覚を得る。この感覚は、姿勢矯正のような感覚に近似し、マッサージのような感覚とは全く異なる。
【００１１】
ここで、人間は、立っているときのように、背骨が逆Ｓ字状の状態が疲れにくいと言われている。そこで、着座者の背骨が逆Ｓ字状になるように、ランバーサポートが腰椎を押し付ける。つまり、ランバーサポートなどにより姿勢拘束状態を保持することで、着座者の姿勢を疲れにくいとされる姿勢にすることができる。しかし、姿勢拘束状態にて長時間着座していると、逆に、疲労が増大することが分かった。そこで、姿勢拘束状態を継続するのではなく、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替えることにより、確実に、長時間の着座者の疲労の蓄積を低減できる。
【００１２】
＜実施態様＞
ここで、本手段に係るパワーシート装置の好適な実施態様について、以下に説明する。すなわち、本手段に係るパワーシート装置は、以下の好適な態様に限定されるものではない。
【００１３】
制御装置は、姿勢拘束状態および姿勢緩和状態をそれぞれ５分以上２４分以内の間保持するとよい。ここで、姿勢拘束状態から姿勢緩和状態へ変化する瞬間、および、姿勢緩和状態から姿勢拘束状態へ変化する瞬間に、疲労の蓄積の低減の効果が得られることが分かった。そこで、それぞれの状態を５分以上とすることで、着座者が、姿勢拘束状態から姿勢緩和状態への変化の影響、および、姿勢緩和状態から姿勢拘束状態への変化の影響を確実に受けることができる。その結果、疲労の蓄積の低減効果を確実に発揮できる。また、姿勢拘束状態を２４分以内とすることで、姿勢拘束状態の長時間継続することによる逆効果の影響を少なくできる。さらに、姿勢拘束状態および姿勢緩和状態を２４分以内とすることで、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態との変化の回数を十分に得ることができる。その結果、疲労の蓄積の低減効果を確実に発揮できる。
【００１４】
また、制御装置は、前記姿勢拘束状態の保持時間および前記姿勢緩和状態の保持時間を５分以上２４分以内とし、姿勢拘束状態の保持時間を姿勢緩和状態の保持時間以上に設定するとよい。これにより、疲労の蓄積の低減効果を確実に発揮できる。
【００１５】
また、前記制御装置は、予め決められた時間のタイミングで、前記姿勢変化機構の状態を切り替えるとよい。これにより、制御装置の設定が容易となる。
【００１６】
また、前記パワーシート装置は、さらに、前記パワーシートの座面および背面の少なくとも一方における荷重分布を検出する荷重センサを備え、前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記姿勢変化機構による前記姿勢拘束状態または前記姿勢緩和状態を異ならせるとよい。これにより、着座者に応じて、姿勢拘束状態または姿勢緩和状態を異ならせることができる。その結果、着座者に応じた適切な疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
【００１７】
また、前記荷重センサは、前記パワーシートの背面に荷重分布を検出し、前記姿勢変化機構は、ランバーサポート、背面サイドサポート、背面上部チルト機構の何れかであり、前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記姿勢変化機構の機能する位置を調整することにより、前記姿勢拘束状態を異ならせるとよい。これにより、ランバーサポート、背面サイドサポート、背面上部チルト機構の何れかによって、確実に着座者の疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
【００１８】
また、前記制御装置は、前記パワーシートの背面における前記荷重分布により得られた着座者の体格情報に基づいて、前記姿勢変化機構の機能する位置を調整するとよい。これにより、確実に着座者の疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
例えば、前記制御装置は、前記体格情報としての、前記パワーシートの背面における前記荷重分布により得られた腰椎から肩までの長さ、腰椎高さおよび荷重範囲の横幅に基づいて、前記姿勢変化機構の機能する位置を調整するとよい。これにより、確実に着座者の疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
【００１９】
また、前記荷重センサは、前記パワーシートの座面に荷重分布を検出し、前記姿勢変化機構は、座面サイドサポートであり、前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記座面サイドサポートの機能する位置を調整することにより、前記姿勢拘束状態を異ならせるとよい。これにより、座面サイドサポートによって、確実に着座者の疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
【００２０】
また、前記制御装置は、前記パワーシートの座面における前記荷重分布により得られた着座者の体格情報に基づいて、前記座面サイドサポートの機能する位置を調整するとよい。これにより、確実に着座者の疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
例えば、前記制御装置は、前記体格情報としての、前記パワーシートの座面における前記荷重分布により得られた荷重重心の前後方向位置、臀部の大きさおよび臀部の前後方向位置に基づいて、前記座面サイドサポートの機能する位置を調整するとよい。これにより、確実に着座者の疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
【００２１】
また、前記姿勢変化機構は、リクライニング機構、座面チルト機構、オットマンチルト機構の何れかであり、前記制御装置は、前記荷重分布に基づいて、前記姿勢拘束状態と前記姿勢緩和状態との付与圧力の変化量を異ならせることにより、前記姿勢緩和状態を異ならせるとよい。これにより、確実に着座者の疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
【００２２】
また、前記制御装置は、前記パワーシートの座面における荷重と背面における荷重の比に基づいて、前記姿勢拘束状態と前記姿勢緩和状態との付与圧力の変化量を異ならせるとよい。これにより、着座者の体格に応じた適切な疲労の蓄積の低減効果を得ることができる。
【００２３】
また、前記制御装置は、前記パワーシートの座面における荷重と背面における荷重との総和に基づいて、前記姿勢変化機構の駆動の可否を判定するとよい。これにより、着座者の体格に応じて、姿勢変化機構を駆動させることによって疲労の蓄積を低減できる着座者に対して姿勢変化機構を駆動させることができる。
【００２４】
また、パワーシート装置は、さらに、パワーシートの座面および背面の少なくとも一方における荷重分布を検出する荷重センサを備え、制御装置は、荷重分布に基づいて、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替えるようにしてもよい。荷重分布の変化を把握することで、着座者の疲労進行を予測できる。これにより、姿勢変化機構の駆動タイミングを最適に調整し、長時間の着座者における疲労の蓄積をより効果的に低減できる。
【００２５】
また、荷重センサは、設置面を複数に区画した時において区画毎の荷重を検出し、制御装置は、区画毎の荷重の時間変化に基づいて、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替えるようにしてもよい。区画毎の荷重の時間変化が大きいほど、着座者の該当区画部分に疲労が進行していると予測できる。これにより、姿勢変化機構の駆動タイミングを最適に調整し、長時間の着座者における疲労の蓄積を確実に低減できる。
【００２６】
また、荷重センサは、設置面を複数に区画した時において区画毎の荷重分布を検出し、制御装置は、区画毎の荷重分布に基づいて区画毎の荷重重心を算出すると共に、区画毎の荷重重心に基づいて、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替えるようにしてもよい。区画における荷重重心が変化するということは、着座者の姿勢が変化したことを意味する。姿勢の変化から、着座者の疲労度合いまたは疲労の進行を予測することができる。そこで、姿勢変化機構の駆動タイミングを最適に調整し、長時間の着座者における疲労の蓄積を低減できる。
【００２７】
また、パワーシートは、複数の姿勢変化機構を備え、制御装置は、荷重センサにより検出された荷重分布に応じて設定された姿勢変化機構を制御するようにしてもよい。荷重センサにより検出される荷重分布によって、着座者のどの部位に疲労が蓄積されている、または、蓄積されるおそれがあるかを予測できる。また、パワーシートが複数の姿勢変化機構を備えている。そこで、着座者の疲労部位に応じてそれぞれの姿勢変化機構を駆動することで、疲労部位に対して効果的に疲労の蓄積の低減効果を発揮できる。
【００２８】
また、荷重センサは、エラストマーにより面状に形成され、荷重分布を計測可能で、かつ、面接線方向に伸張変形可能であるべきである。パワーシートの表皮は、着座者の姿勢の変化に応じて、変形する。そこで、荷重センサをエラストマーにより面接線方向に伸張変形可能となるように形成することで、パワーシートの表皮の変形形状に追従することができる。つまり、荷重センサが、シートの面方向に滑ることを防止できるため、検出する位置が変動することを防止できる。同時に、荷重センサがパワーシートの表皮の変形形状に追従できるので、荷重センサの存在に基づく違和感を着座者に与えず、自然な着座姿勢を提供できる。その結果、検出する位置に依存する情報、例えば、荷重の時間変化、荷重の重心などを高精度に検出できる。従って、着座者の疲労の蓄積の予測を高精度にできる。
【００２９】
仮に、荷重センサが熱可塑性樹脂製または熱硬化性樹脂製である場合には、伸縮柔軟性がないためにパワーシートの表皮の変形形状に追従できない。その結果、着座者に違和感（例えば、つっぱり感）を与え、不快な座り心地となるだけでなく、パワーシートの表皮の変形に対する拘束要因となり、自然な着座姿勢を提供できないため、着座者の疲労低減は実現困難である。
【００３０】
また、荷重センサは、エラストマーにより形成された一対の電極、および、当該一対の電極の間に介在するエラストマーにより形成された誘電層により構成される静電容量型センサとしてもよい。これにより、着座者に違和感を与えない。なお、エラストマーにより形成された電極は伸縮しても、電極の導電性の変化が小さいことが好ましい。従って、着座者が着座することに伴って、パワーシートが変形し、さらに荷重センサが伸張変形したとしても、導電性が良好で電極としての機能を維持できる。これにより、静電容量を高精度に計測することができ、結果として、荷重分布を高精度に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】第一実施形態におけるパワーシートを示す図であり、ランバーサポートを前側へ移動させた状態の図である。
【図１Ｂ】第一実施形態におけるパワーシートを示す図であり、ランバーサポートを後側へ移動させた状態の図である。
【図２】パワーシート装置の制御ブロック図である。
【図３Ａ】ランバーサポートの拘束度を３０分毎に変化させた場合の挙動を示す図である。
【図３Ｂ】ランバーサポートの拘束度を５分毎に変化させた場合の挙動を示す図である。
【図４Ａ】ランバーサポートの拘束度を図１Ｂに示す状態にしたときの指尖容積脈波に基づく疲労度を示す図である。同一の被検者について３回行った結果を示す。
【図４Ｂ】ランバーサポートを図３Ａに示すように動作させたときの指尖容積脈波に基づく疲労度を示す図である。同一の被検者について３回行った結果を示す。
【図４Ｃ】ランバーサポートを図３Ｂに示すように動作させたときの指尖容積脈波に基づく疲労度を示す図である。同一の被検者について３回行った結果を示す。
【図５】図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃのそれぞれの平均値を示す図である。
【図６Ａ】ランバーサポートの拘束度の他の挙動について示す図である。
【図６Ｂ】ランバーサポートを図６Ａに示すように動作させたときの指尖容積脈波に基づく疲労度を示す図である。
【図７】別の被検者に対して、ランバーサポートの拘束度をゼロの場合、５分毎に変化させた場合、１５分毎に変化させた場合、３０分毎に変化させた場合の指尖容積脈波に基づく疲労度を示す図である。
【図８】別の被検者に対して、ランバーサポートの拘束状態の保持時間と緩和状態の保持時間を変化させた場合の指尖容積脈波に基づく疲労度を示す図である。
【図９】第二実施形態におけるパワーシートを示す図である。
【図１０Ａ】図９の荷重センサの正面図を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの荷重センサの断面図である。
【図１１】パワーシート装置の制御ブロック図である。
【図１２】制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図１３】背面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図１４Ａ】ランバーサポートの拘束度を図１Ｂに示す状態にしたときの荷重重心のＸ方向位置の挙動を示す図である。
【図１４Ｂ】ランバーサポートの拘束度を図１Ｂに示す状態にしたときの荷重重心のＹ方向位置の挙動を示す図である。
【図１５Ａ】ランバーサポートの拘束度を図３Ａに示すように動作させたときの荷重重心のＸ方向位置の挙動を示す図である。
【図１５Ｂ】ランバーサポートの拘束度を図３Ａに示すように動作させたときの荷重重心のＹ方向位置の挙動を示す図である。
【図１６Ａ】ランバーサポートの拘束度を図３Ｂに示すように動作させたときの荷重重心のＸ方向位置の挙動を示す図である。
【図１６Ｂ】ランバーサポートの拘束度を図３Ｂに示すように動作させたときの荷重重心のＹ方向位置の挙動を示す図である。
【図１７】第三実施形態におけるパワーシートを示す図である。
【図１８】パワーシート装置の制御ブロック図である。
【図１９】制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図２０Ａ】実験開始直後における背面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２０Ｂ】実験開始直後における座面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２１Ａ】実験途中における背面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２１Ｂ】実験途中における座面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２２Ａ】実験終了直前における背面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２２Ｂ】実験終了直前における座面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２３】第四実施形態における制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図２４】パワーシートおよびランバーサポートを第一状態とした図である。
【図２５Ａ】背面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２５Ｂ】座面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２６Ａ】区画Ｒ１１における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２６Ｂ】区画Ｒ１２における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２６Ｃ】区画Ｒ１３における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２６Ｄ】区画Ｌ１１における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２６Ｅ】区画Ｌ１２における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２６Ｆ】区画Ｌ１３における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２７】パワーシートおよびランバーサポートを第一状態とした図である。
【図２８Ａ】背面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２８Ｂ】座面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図２９Ａ】区画Ｒ１１における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２９Ｂ】区画Ｒ１２における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２９Ｃ】区画Ｒ１３における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２９Ｄ】区画Ｌ１１における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２９Ｅ】区画Ｌ１２における平均圧力の挙動を示す図である。
【図２９Ｆ】区画Ｌ１３における平均圧力の挙動を示す図である。
【図３０】第五実施形態におけるパワーシートを示す図である。
【図３１】制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図３２】背面の荷重センサの荷重分布を示す図である。
【図３３】ランバーサポートの付与圧力を快適高さに付与した場合と不快高さに付与した場合の指尖容積脈波に基づく疲労度を示す図である。
【図３４】第六実施形態における制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図３５】リクライニング角度の変動量について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第一実施形態＞
（パワーシートの説明）
パワーシートは、姿勢変化機構を備える。姿勢変化機構は、着座者に対する付与圧力の増減によって、着座者の姿勢を変化させる。姿勢変化機構としては、ランバーサポート、リクライニング機構、座面チルト機構、オットマンチルト機構、背面上部チルト機構、背面サイドサポート、座面サイドサポートなどである。
【００３３】
本実施形態に係るパワーシートについて、図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明する。パワーシートは、例えば、自動車のシートに用いられる。もちろん、自動車以外のシートにも適用できる。具体的には、図１Ａ、図１Ｂに示すように、パワーシートは、座面１１、背面１２およびヘッドレスト１３を備える。さらに、背面１２には、姿勢変化機構としてのランバーサポート１４が設けられている。ランバーサポート１４は、前後方向の位置に応じて、着座者の腰部への付与圧力を変化させることができる。すなわち、図１Ａに示すように、ランバーサポート１４を前側に位置させる場合には、着座者の腰椎を拘束する状態になる。一方、図１Ｂに示すように、ランバーサポート１４を後側に位置させる場合には、着座者の腰椎の拘束を緩和する状態になる。
【００３４】
なお、パワーシートには、着座者に対する付与圧力の増減によって着座者の姿勢を変化させる姿勢変化機構として、ランバーサポート１４の他に、リクライニング機構、座面チルト機構、オットマンチルト機構、背面上部チルト機構、背面サイドサポート（着座者の上半身の側部を左右から締め付ける機構）、座面サイドサポート（着座者の下半身の側部を左右から締め付ける機構）などを備える。ただし、本実施形態においては、ランバーサポート１４を例にあげて説明する。
【００３５】
（パワーシート装置の制御ブロック図）
次に、パワーシート装置の制御ブロック図について図２を参照して説明する。図２に示すように、パワーシート装置は、制御装置２１と、駆動装置２２としてランバーサポート１４を備える。制御装置２１は、駆動装置２２を制御する。ここでは、制御装置２１は、予め決められたタイミング（シーケンシャル）にて、ランバーサポート１４の位置を制御する。詳細は、後述する。
【００３６】
（実験）
次に、ランバーサポート１４の位置に応じた被検者の疲労度を計測するため、以下の実験１〜３を行った。ここで、疲労度は、上述した非特許文献１に記載の方法を用いた。
【００３７】
（実験１）
実験１は、ランバーサポート１４を図１Ｂに示すように最も後側に位置させて、ランバーサポート１４によって被検者の腰椎の拘束をしない状態とした。この状態で、被検者がパワーシートに９０分間着座し続けて、ドライビングシミュレータ環境を用いて、被験者が現実の自動車の走行と同等のハンドル、アクセル、ブレーキなどの操作を行いながら、一般道での走行を模擬した実験走行を行った。また、その間の指尖容積脈波を計測した。計測した指尖容積脈波に基づいて被検者の疲労度を算出した。ここで、指尖容積脈波に基づく疲労度の算出は、周知であるため、詳細の説明を省略する。上記実験を、同一の被検者に対して、３回行った。
【００３８】
（実験２）
実験２は、図３Ａに示すように、ランバーサポート１４を、最初の３０分間は拘束度０．７の状態（図１Ａに示す状態）とし、次の３０分間は非拘束状態（図１Ｂに示す状態。０の状態と記載する）とし、最後の３０分間は拘束度０．５の状態（図１Ａに近似した状態）とする。ここで、拘束度とは、最大の拘束状態に対する拘束度合いを意味し、拘束度０．７とは、最大の拘束状態である拘束度１．０の７割の拘束度合いを意味する。最初と最後の３０分間は、着座者に対するランバーサポート１４による付与圧力をゼロ以外の圧力とした姿勢拘束状態とし、中間の３０分間は、ランバーサポート１４による付与圧力を姿勢拘束状態における付与圧力より低い圧力（ここではゼロ）とした姿勢緩和状態としている。計測は実験１と同様である。
【００３９】
（実験３）
実験３は、図３Ｂに示すように、ランバーサポート１４の拘束度を、５分毎に１．０の状態（図１Ａに示す状態）と、０の状態（図１Ｂに示す状態）とを切り替える。つまり、ランバーサポート１４による姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを５分毎に切り替える。計測は実験１と同様である。
【００４０】
（実験結果）
実験１の結果として、実験開始からの経過時間に対する疲労度は図４Ａに示すとおりである。実験２の結果として、実験開始からの経過時間に対する疲労度は図４Ｂに示すとおりである。実験３の結果として、実験開始からの経過時間に対する疲労度は図４Ｃに示すとおりである。何れの結果も、時間が経過するにつれて、疲労度が徐々に増加している。
【００４１】
これらを比較すると、以下のとおりである。比較をしやすくするために、図５に示す各実験の平均値Aave，Bave，Caveを参照する。図５において、Aaveは、図４Ａの３回分の平均値であり、Baveは、図４Ｂの３回分の平均値であり、Caveは、図４Ｃの３回分の平均値である。
【００４２】
図５によれば、ランバーサポート１４の拘束度を０にした状態（Aave）に比べて、Bave，Caveのように姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替えて着座者の姿勢を変化させる方が、疲労度の蓄積は小さいことが分かる。ただし、実験２のBaveは、実験開始から最初の方は、実験１のAaveに比べて疲労の蓄積が相対的に小さくなる状態となっているが、６０分経過付近では疲労の蓄積が実験１のAaveと同等まで上昇している。より詳細に分析すると、Baveによれば、ランバーサポート１４の拘束度が０から１．０への切替直後、および、１．０から０への切替直後にて、変化が大きい。また、図５のCaveによれば、拘束度の切替を５分毎に行うことで、Baveに比べて、実験の間全体において、疲労度の蓄積を小さくできる。
【００４３】
これらの分析を行う。実験２，３においては、マッサージのように付与圧力の変化を１０秒以下で切り替えるのではなく、１分以上、姿勢拘束状態および姿勢緩和状態を保持するようにしている。各状態を一定時間以上、保持することで、着座者は姿勢が拘束された感覚と、その状態から解放された感覚を得ることができる。前者の感覚は、姿勢矯正のような感覚に近似する。つまり、マッサージのような感覚とは全く異なる。
【００４４】
ここで、人間は、立っているときのように、背骨が逆Ｓ字状の状態が疲れにくいと言われている。そこで、着座者の背骨が逆Ｓ字状になるように、ランバーサポート１４が腰椎を押し付ける。つまり、ランバーサポート１４により姿勢拘束状態を保持することで、着座者の姿勢を疲れにくいとされる姿勢にすることができる。しかし、Bave，Caveを比較すると、姿勢拘束状態にて長時間着座していると、逆に疲労が増大することが分かった。そこで、姿勢拘束状態を継続するのではなく、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替えることにより、長時間の着座者の疲労の蓄積を低減できる。
【００４５】
つまり、Baveのように、姿勢拘束状態および姿勢緩和状態をそれぞれ１分以上、３０分未満の間保持することで、より疲労の蓄積が小さくなる。特に、各状態をそれぞれ５分以上３０分未満の間保持するとよいと考えられる。Baveより、姿勢拘束状態から姿勢緩和状態へ変化する瞬間、および、姿勢緩和状態から姿勢拘束状態へ変化する瞬間に、疲労の蓄積の低減の効果が得られることが分かった。そこで、それぞれの状態を５分以上とすることで、着座者が、姿勢拘束状態から姿勢緩和状態への変化の影響、および、姿勢緩和状態から姿勢拘束状態への変化の影響を確実に受けることができる。その結果、疲労の蓄積の低減効果を確実に発揮できる。
【００４６】
また、姿勢拘束状態を３０分未満とすることで、姿勢拘束状態の長時間継続することによる逆効果の影響を少なくできる。さらに、姿勢拘束状態および姿勢緩和状態を３０分未満とすることで、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態との変化の回数を十分に得ることができる。その結果、疲労の蓄積の低減効果を確実に発揮できる。
【００４７】
＜変形態様＞
上記実験２，３においては、ランバーサポート１４の拘束度を定期的に変化させた。この他に、図６Ａに示すように、ランバーサポート１４の拘束度を変化させる。この場合の疲労度は、図６Ｂに示すようになった。ここで、ランバーサポート１４の拘束度が０→０．６、０．６→１．０などは、姿勢緩和状態から姿勢拘束状態への変化を意味し、０．５→０、０．６→０、１．０→０．６などは、姿勢拘束状態から姿勢緩和状態への変化を意味する。図６Ａ，図６Ｂからも分かるように、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替えるタイミングにて、疲労度の蓄積速度が低減していると考えられる。
【００４８】
上記とは異なる被検者に対して、同様の実験を行った。ケース１は、ランバーサポート１４の拘束度をゼロの状態とした。ケース２は、ランバーサポート１４の拘束度を５分毎に、０→０→０．７→１．０→０→０．７→０→０．５→０．５→０→０．４→０→０．５→０→０．５→０→０．８→０の順に変化させた。ケース３は、ランバーサポート１４の拘束度を１５分毎に、０→０．６→０→０．４→０→０．７の順に変化させた。ケース４は、ランバーサポート１４を３０分毎に、０．７→０→０．５の順に変化させた。
【００４９】
この場合の指尖容積脈波を図７に示す。図７において、ケース１は太実線で示し、ケース２は細実線で示し、ケース３は二点鎖線で示し、ケース４は破線で示す。この結果から、ランバーサポート１４の拘束度を変化させない場合に比べて変化させた方が、疲労の蓄積が少ない。さらに、３０分毎にランバーサポート１４の拘束度を変化させる場合よりも、５分または１５分毎に変化させる方が、疲労の蓄積が少ない。このことから、ランバーサポート１４の拘束度を、５分以上３０分未満の保持時間で変化させると良いと考えられる。
【００５０】
また、さらに上記とは異なる被検者に対して、同様の実験を行った。ケース５は、ランバーサポート１４の拘束度をゼロの状態とした。ケース６は、ランバーサポート１４の拘束度を、０（１５分）→０．６（１５分）→０（１５分）→０．６（１５分）→０（１５分）→０．６（１５分）の順に変化させた。ケース７は、ランバーサポート１４の拘束度を、０（６分）→０．６（２４分）→０（６分）→０．６（２４分）→０（６分）→０．６（２４分）の順に変化させた。ケース８は、ランバーサポート１４の拘束度を、０（２４分）→０．６（６分）→０（２４分）→０．６（６分）→０（２４分）→０．６（６分）の順に変化させた。
【００５１】
この場合の指尖容積脈波を図８に示す。図８において、ケース５は太実線で示し、ケース６は細実線で示し、ケース７は破線で示し、ケース８は二点鎖線で示す。この結果から、ランバーサポート１４の拘束度を変化させない場合に比べて変化させた方が、疲労の蓄積が少ない。さらに、２４分以下の保持時間で変化させると良いと考えられる。
【００５２】
さらに、拘束状態の保持時間と緩和状態の保持時間が同一であるケース６、または、拘束状態の保持時間が緩和状態の保持時間より長いケース７は、拘束状態の保持時間が緩和状態の保持時間より短いケース８に比べて、疲労の蓄積が少ない。このことから、ランバーサポート１４の拘束度を予め決められた時間タイミングで切り替える場合には、拘束状態の保持時間を緩和状態の保持時間以上に設定することが良いと考えられる。
【００５３】
また、ランバーサポート１４の拘束度は、ゼロから０．６程度までの範囲で動作させるとよい。ランバーサポート１４の拘束度を１．０とすると、着座者に対して過剰な拘束力を付与することになる。マッサージ動作であれば快適と感じる拘束力であっても、本実施形態においては、上述したように、マッサージ変動時間に比べて長い時間保持しているため、不快となるおそれがある。そこで、通常ランバーサポート１４の動作できる範囲において、最大の拘束度まで動作させないことが、着座者にとって疲労の蓄積の低減につながる。
【００５４】
＜第二実施形態＞
本実施形態においては、図９に示すように、第一実施形態に対して、さらに背面１２に荷重分布を検出する背面荷重センサ３１を設ける。背面荷重センサ３１は、着座者の背面から受ける荷重の分布を検出する。背面荷重センサ３１には、エラストマーにより形成されたシート状のセンサを適用する。特に、背面荷重センサ３１は、面接線方向に伸張変形可能である。これにより、着座者の背面から受けた荷重によってパワーシートの背面１２が変形したとしても、背面荷重センサ３１が変形に追従することができ、高精度な荷重分布を検出できる。
【００５５】
ここで、背面荷重センサ３１の詳細について、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して説明する。背面荷重センサ３１には、エラストマーにより形成された静電容量型センサを用いる。静電容量型センサ３１は、面法線方向（図１０Ｂの上下方向）に距離を隔てて対向して設けられた一対の電極をマトリックス状に配置し、一対の電極の間に弾性変形可能な誘電層を配置している。図１０Ａにおいては、一対の電極を、横方向（以下、「Ｘ方向」）に９列、縦方向（以下、「Ｙ方向」）に９列のマトリックス状に配置している静電容量型センサ３１を示す。図１０Ａにおいて、Ａで囲む部位は、一対の電極の一つを示している。
【００５６】
ただし、静電容量型センサ３１は、マトリックス状に電極を点在させると、電極数および配線数が多くなるため、以下のように構成している。すなわち、静電容量型センサ３１は、第一電極群４１、第二電極群４２と、電極間に設けられた誘電層４３と、第二電極群４２側の表面および第一電極群４１側の裏面を被覆するように設けられた絶縁層４４，４５を備えて構成される。
【００５７】
第一電極群４１は、Ｘ方向に延びる長尺板形状の第一電極４１ａ〜４１ｉをＹ方向（Ｘ軸方向に直交する方向）に平行に複数（例えば、９列）配列する。第二電極群４２は、Ｙ方向に延びる長尺板形状の第二電極４２ａ〜４２ｉをＸ方向に平行に複数（例えば、９列）配列し、第一電極群４１に対して面法線方向に距離を隔てて対向して配置される。ここでは、第二電極群４２は、第一電極群４１に対して静電容量型センサ３１の表面側に配置される。ここで、第一電極群４１と第二電極群４２とが交差する部位のそれぞれが、一対の電極を構成する。
【００５８】
そして、静電容量型センサ３１の表面に付与される外力Ｆに応じて第一電極４１ａ〜４１ｉと第二電極４２ａ〜４２ｉとの離間距離が変化し、この変化に伴って第一電極４１ａ〜４１ｉと第二電極４２ａ〜４２ｉの間の静電容量が変化する。なお、静電容量が電極間距離に反比例する関係にあることは周知であるため、詳細な説明は省略する。
【００５９】
第一，第二電極４１ａ〜４１ｉ，４２ａ〜４２ｉは、同一材質により形成されている。具体的には、第一，第二電極４１ａ〜４１ｉ，４２ａ〜４２ｉの材質は、エラストマー中に導電性フィラーを配合させることにより形成している。そして、第一，第二電極４１ａ〜４１ｉ，４２ａ〜４２ｉは、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有するようにしている。
【００６０】
第一，第二電極４１ａ〜４１ｉ，４２ａ〜４２ｉを構成するエラストマーは、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムなどが適用できる。また、第一，第二電極４１ａ〜４１ｉ，４２ａ〜４２ｉに配合される導電性フィラーは、導電性を有する粒子であればよく、例えば、導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブの誘導体、グラファイト、導電性炭素繊維などを適用できる。
【００６１】
誘電層４３は、エラストマーにより成形され、第一，第二電極４１ａ〜４１ｉ，４２ａ〜４２ｉと同様に、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有する。この誘電層４３を構成するエラストマーは、例えば、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムなどが適用できる。
【００６２】
この誘電層４３は、設定された厚みを有し、第一，第二電極群４１，４２の外形状と同程度または大きく形成されている。絶縁層４４，４５は、第一，第二電極４１ａ〜４１ｉ，４２ａ〜４２ｉと同様に、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有する。この絶縁層４４，４５を構成するエラストマーは、例えば、誘電層４３を構成するエラストマーとして記載した材料が適用される。
【００６３】
また、静電容量型センサ３１は、図示しない配線を有する。配線は、上記電極と同様に、エラストマー中に導電性フィラーを配合させることにより成形している。
【００６４】
ここで、上記のように構成される第一，第二電極４１ａ〜４１ｉ，４２ａ〜４２ｉは、伸縮したとしても、電極の導電性の変化が小さくなるように形成されている。従って、着座者が着座することに伴って、パワーシートが変形し、さらに静電容量型センサ３１が伸張変形したとしても、導電性が良好で電極としての機能を維持できる。これにより、静電容量を高精度に計測することができ、結果として、荷重分布を高精度に計測することができる。
【００６５】
この場合、図１１に示すように、制御装置２１は、予め決められたタイミングにてランバーサポート１４の拘束度を制御するのではなく、背面荷重センサ３１により検出された荷重分布に基づいて姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替える。
【００６６】
この制御装置２１による制御処理について、図１２を参照して説明する。制御装置２１は、背面荷重センサ３１により検出された荷重分布に基づいて、荷重重心Ｇを算出する（ステップＳ１）。続いて、荷重重心Ｇの移動量が閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ２）、閾値以上でなければステップＳ１に戻る（Ｓ２：Ｎ）。一方、荷重重心Ｇの移動量が閾値以上である場合には（Ｓ２：Ｙ）、荷重重心Ｇの移動量に応じて駆動装置２２を駆動する（ステップＳ３）。具体的には、荷重重心Ｇの移動量に応じて、ランバーサポート１４の拘束度を制御する。
【００６７】
（荷重分布の説明）
背面荷重センサ３１による荷重分布および荷重重心Ｇについて、図１３を参照して説明する。図１３には、背面荷重センサ３１による荷重分布を示す。荷重の大きさを濃淡により表す。濃色ほど荷重の大きさが大きく、淡色ほど荷重の大きさが小さい。つまり、パワーシートの背面１２のうち、着座者の腰付近および肩胛骨付近において、高い荷重を示している。そして、この荷重分布全体における重心がＧにて示す位置となる。荷重分布および荷重重心Ｇは、着座時間の経過につれて変化する。
【００６８】
（荷重重心の時間変化）
第一実施形態において説明した実験１〜３と同様の実験を行い、背面荷重センサ３１により荷重分布を検出した。そして、荷重重心Ｇの位置の時間変化を算出した。図１４Ａ、図１４Ｂには、実験１の結果、すなわちランバーサポート１４を使用しない状態とした場合の結果を示す。なお、図のそれぞれは、荷重重心ＧのＸ座標の移動量、Ｙ座標の移動量を示す。また、図１５Ａ、図１５Ｂには、実験２の結果、すなわちランバーサポート１４の拘束度を３０分毎に変化させた場合の結果を示す。図１６Ａ、図１６Ｂには、実験３の結果、すなわちランバーサポート１４の拘束度を５分毎に変化させた場合の結果を示す。
【００６９】
ランバーサポート１４を使用しない状態においては、図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、荷重重心Ｇの位置が方向性なく（規則性なく）変化している。これに対して、３０分毎に拘束状態と緩和状態とを切り替える場合には、図１５Ｂに示すように、荷重重心ＧのＹ座標がほぼ一方向に変化している。さらに、５分毎に拘束状態と緩和状態とを切り替える場合には、図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、荷重重心ＧのＸ座標およびＹ座標が、それぞれほぼ一方向に変化している。
【００７０】
ここで、荷重重心Ｇの位置は、着座者の疲労部位との関連があると考えられる。つまり、ランバーサポート１４を使用しない場合には、着座者の疲労部位がランダムに変化している。これに対して、ランバーサポート１４を変化させる場合には、着座者の疲労部位が徐々にずれている。従って、荷重重心Ｇの位置を把握することは、着座者のどの部位に疲労が蓄積されているか、または、蓄積されるおそれがあるかを予測することができる。
【００７１】
このように、荷重重心Ｇの座標を一方向に移動するように、ランバーサポート１４の拘束度を変化させると良いことが分かる。特に、荷重重心ＧのＸＹの一方のみではなく、ＸＹの両方向について一方向に移動するようにすると良いことが分かる。
【００７２】
そこで、図１２のステップＳ３において、荷重重心Ｇの初期からの移動量に応じて、荷重重心Ｇの移動方向が一方向になるように、ランバーサポート１４の拘束度を制御する。より詳細には、荷重重心Ｇの初期からの移動量は、Ｘ座標とＹ座標のそれぞれについて算出し、各座標における荷重重心Ｇの移動方向が一方向になるように、ランバーサポート１４の拘束度を制御する。
【００７３】
つまり、予測される疲労の蓄積部位に応じて、着座者の当該部位に疲労が蓄積しにくくなるように、ランバーサポート１４の拘束度を変化させる。その結果、図５のCaveに示すように、着座者の疲労の蓄積を低減できる。つまり、長時間の着座者における疲労の蓄積を確実に低減できる。さらに、エラストマーにより形成された背面荷重センサ３１を適用することで、背面荷重センサ３１がパワーシートの表皮の変形形状に追従できる。そのため、背面荷重センサ３１の存在に基づく違和感を着座者に与えず、自然な着座姿勢を提供できる。その結果、検出する位置に依存する情報、例えば、荷重の時間変化、荷重の重心などを高精度に検出できる。従って、着座者の疲労の蓄積の予測を高精度にできる。
【００７４】
仮に、背面荷重センサ３１が熱可塑性樹脂製または熱硬化性樹脂製である場合には、伸縮柔軟性がないためにパワーシートの表皮の変形形状に追従できない。その結果、着座者に違和感（例えば、つっぱり感）を与え、不快な座り心地となるだけでなく、パワーシートの表皮の変形に対する拘束要因となり、自然な着座姿勢を提供できないため、着座者の疲労低減は実現困難である。
【００７５】
＜第三実施形態＞
本実施形態においては、図１７に示すように、第二実施形態に対して、さらに座面１１に荷重分布を検出する座面荷重センサ３２を設ける。座面荷重センサ３２は、着座者の座面から受ける荷重の分布を検出する。座面荷重センサ３２には、背面荷重センサ３１と同様に、エラストマーにより形成されたシート状のセンサを適用する。これにより、着座者の座面から受けた荷重によってパワーシートの座面１１が変形したとしても、座面荷重センサ３２が変形に追従することができ、高精度な荷重分布を検出できる。
【００７６】
この場合、図１８に示すように、制御装置２１は、背面荷重センサ３１および座面荷重センサ３２により検出されたそれぞれの荷重分布に基づいて、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態とを切り替える。ここで、本実施形態において、制御装置２１は、駆動装置としては、ランバーサポート１４の他に、図示しないリクライニング機構１５、図示しない座面チルト機構１６、図示しないオットマンチルト機構１７、図示しない背面上部チルト機構１８、図示しない背面サイドサポート１９、および、図示しない座面サイドサポート２０を制御する。つまり、これら複数の駆動装置を適宜駆動して、着座者の姿勢を拘束する状態にしたり、緩和する状態にしたりする。
【００７７】
リクライニング機構１５は、リクライニング角度θを大きくするほど付与圧力が高くなるため姿勢拘束状態になり、角度θを小さくするほど姿勢緩和状態になる。座面チルト機構１６は、座面チルト角度φを大きくするほど付与圧力が高くなるため姿勢拘束状態になり、角度φを小さくするほど姿勢緩和状態になる。オットマンチルト機構１７および背面上部チルト機構１８は、角度を大きくするほど付与圧力が高くなるため姿勢拘束状態になり、角度を小さくするほど姿勢緩和状態になる。背面上部チルト機構１８は、背面１２の上部を傾ける機構である。背面サイドサポート１９および座面サイドサポート２０は、着座者の上半身の側部または下半身の側部を左右から締め付ける方向の位置ほど姿勢拘束状態になり、反対方向の位置ほど姿勢緩和状態になる。
【００７８】
この制御装置２１による制御処理について、図１９を参照して説明する。制御装置２１は、背面荷重センサ３１および座面荷重センサ３２により検出された荷重分布に基づいて、各区画Ｒ１−Ｒ４，Ｌ１−Ｌ４の荷重重心ＧＲ１−ＧＲ４，ＧＬ１−ＧＬ４を算出する（ステップＳ１１）。各区画Ｒ１−Ｒ４，Ｌ１−Ｌ４および各荷重重心ＧＲ１−ＧＲ４，ＧＬ１−ＧＬ４については、後述する。
【００７９】
続いて、各荷重重心Ｇの移動量が閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１２）、閾値以上でなければステップＳ１１に戻る（Ｓ１２：Ｎ）。一方、各荷重重心Ｇの移動量が閾値以上である場合には（Ｓ１２：Ｙ）、各荷重重心Ｇの移動量に応じてランバーサポート１４，リクライニング機構１５、座面チルト機構１６、オットマンチルト機構１７、背面上部チルト機構１８、背面サイドサポート１９、および、座面サイドサポート２０を駆動する（ステップＳ１３）。
【００８０】
（区画および区画毎の重心の説明）
各荷重センサ３１，３２による荷重分布における各区画Ｒ１−Ｒ４，Ｌ１−Ｌ４と、各区画における荷重重心ＧＲ１−ＧＲ４，ＧＬ１−ＧＬ４について、図２０Ａ，図２０Ｂ，図２１Ａ，図２１Ｂ，図２２Ａ，図２２Ｂを参照して説明する。図２０Ａには、実験開始直後の背面荷重センサ３１の荷重分布、図２０Ｂには、実験開始直後の座面荷重センサ３２の荷重分布、図２１Ａには、実験途中の背面荷重センサ３１の荷重分布、図２１Ｂには、実験途中の座面荷重センサ３２の荷重分布、図２２Ａには、実験終了直前の背面荷重センサ３１の荷重分布、図２２Ｂには、実験終了直前の座面荷重センサ３２の荷重分布を示す。
【００８１】
各図において、濃色ほど荷重の大きさが大きく、淡色ほど荷重の大きさが小さい。つまり、パワーシートの背面１２のうち、着座者の腰付近および肩胛骨付近において、高い荷重を示している。また、パワーシートの座面１１のうち、着座者の臀部付近および左右の大腿部付近において、高い荷重を示している。
【００８２】
ここで、背面荷重センサ３１の荷重分布を、４つの区画Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２に分ける。区画Ｒ１，Ｌ１は、肩胛骨付近を含み、区画Ｒ２，Ｌ２は、腰付近を含む。また、座面荷重センサ３２の荷重分布を、４つの区画Ｒ３，Ｒ４，Ｌ３，Ｌ４に分ける。区画Ｒ３，Ｌ３は、臀部付近を含み、区画Ｒ４，Ｌ４は、大腿部付近を含む。
【００８３】
そして、各区画Ｒ１−Ｒ４，Ｌ１−Ｌ４の荷重分布における各重心がＧＲ１−ＧＲ４，ＧＬ１−ＧＬ４にて示す位置となる。各区画の荷重重心ＧＲ１−ＧＲ４，ＧＬ１−ＧＬ４は、着座時間の経過につれて変化する。特に、時間経過につれて、右足側および腰部付近の荷重が高くなっていることが分かる。
【００８４】
ここで、各区画における荷重重心が変化するということは、着座者の姿勢が変化したことを意味する。姿勢の変化から、着座者の疲労度合いまたは疲労進行を予測することができる。そこで、姿勢変化機構の駆動タイミングを最適に調整し、長時間の着座者における疲労の蓄積を低減できる。
【００８５】
特に、パワーシートは、複数の駆動装置１４−２０を備えている。そこで、各区画Ｒ１−Ｒ４，Ｌ１−Ｌ４における荷重重心ＧＲ１−ＧＲ４，ＧＬ１−ＧＬ４の移動量によって、着座者のどの部位に疲労が蓄積されているか、または、蓄積されるおそれがあるかを予測できる。そこで、着座者の疲労部位に応じてそれぞれの駆動装置を駆動することで、疲労部位に対して効果的に疲労の蓄積の低減効果を発揮できる。
【００８６】
例えば、大腿部の区画Ｒ４，Ｌ４の重心ＧＲ４，ＧＬ４の位置の移動量が閾値以上となると、大腿部に疲労が蓄積した、または、大腿部に疲労が蓄積されるおそれがあると予測できる。この場合、制御装置２１は、座面チルト機構１６を駆動して、座面チルト角度φを大きくしたり、小さくしたり変化させる。この場合も、それぞれの状態を５分以上２４分以内の時間内で保持する。ただし、大腿部に疲労が蓄積すると予測される場合に、座面チルト機構１６のみを駆動するのではなく、ランバーサポート１４、リクライニング機構１５、オットマンチルト機構１７、背面上部チルト機構１８、背面サイドサポート１９、および、座面サイドサポート２０を駆動して、着座者の姿勢を全体的に変化させることで、疲労の蓄積を低減するようにしてもよい。
【００８７】
また、制御装置２１は、腰付近の区画Ｒ２，Ｌ２の重心ＧＲ２，ＧＬ２の位置の移動量が閾値以上となると、例えば、ランバーサポート１４およびリクライニング機構１５を駆動する。また、座面チルト機構１６、オットマンチルト機構１７、背面上部チルト機構１８、背面サイドサポート１９、および、座面サイドサポート２０も同時に併用することもできる。
【００８８】
このように、各区画Ｒ１−Ｒ４，Ｌ１−Ｌ４における荷重重心ＧＲ１−ＧＲ４，ＧＬ１−ＧＬ４の移動量に応じて、予め決められた駆動装置１４−２０を適宜駆動することで、着座者の疲労部位に応じた姿勢変更が可能となる。その結果、着座者の疲労の蓄積を確実に低減できる。
【００８９】
＜第四実施形態＞
本実施形態は、図１８に示す第三実施形態と同様の制御ブロック図を適用する。ただし、制御装置２１の制御処理については相違する。制御装置２１の制御処理について図２３を参照して説明する。
【００９０】
この制御装置２１による制御処理について、図２３を参照して説明する。制御装置２１は、背面荷重センサ３１および座面荷重センサ３２により検出された荷重分布に基づいて、各区画Ｒ１１−Ｒ１３，Ｌ１１−Ｌ１３の平均圧力を算出する（ステップＳ２１）。各区画Ｒ１１−Ｒ１３，Ｌ１１−Ｌ１３については、後述する。
【００９１】
続いて、各区画Ｒ１１−Ｒ１３，Ｌ１１−Ｌ１３の平均圧力の単位時間当たりの変化量が閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１２）、閾値以上でなければステップＳ２１に戻る（Ｓ２２：Ｎ）。一方、各平均圧力の単位時間当たりの変化量が閾値以上である場合には（Ｓ２２：Ｙ）、各変化量に応じてランバーサポート１４，リクライニング機構１５、座面チルト機構１６、オットマンチルト機構１７、背面上部チルト機構１８、背面サイドサポート１９、および、座面サイドサポート２０を駆動する（ステップＳ２３）。
【００９２】
（区画および該区画における平均圧力の説明）
次に、区画Ｒ１１−Ｒ１３，Ｌ１１−Ｌ１３および各区画における平均圧力について説明する。まず、パワーシートの状態を図２４に示すようにした場合について説明する。この状態は、リクライニング角度θが７５ｄｅｇであり、ランバーサポート１４が前方へ移動した状態である。つまり、着座者に対して拘束度合いの高い状態である。
【００９３】
このときのある瞬間において、背面荷重センサ３１および座面荷重センサ３２による荷重分布は、図２５Ａおよび図２５Ｂに示す分布となった。ここで、図２５Ａおよび図２５Ｂに示すように、区画Ｒ１１，Ｌ１１は、左右の腰部付近に相当し、区画Ｒ１２，Ｌ１２は、左右の臀部付近に相当し、区画Ｒ１３，Ｌ１３は、左右の大腿部付近に相当する。そして、制御装置２１によるステップＳ２１（図２３に示す）において、図２５Ａ，図２５Ｂに示す各区画Ｒ１１−Ｒ１３，Ｌ１１−Ｌ１３の平均圧力を算出する。
【００９４】
各区画の平均圧力の挙動は図２６Ａ−図２６Ｆに示すようになった。例えば、図２６Ａ，図２６Ｄにおいて、実験開始直後において、平均圧力の単位時間当たりの変化量が増加していることが分かる。つまり、腰部に対する荷重が大きくなっている。また、図２６Ｃにおいて、実験開始から長時間に亘って、平均圧力の単位時間当たりの変化量が増加している。つまり、右の大腿部に対する荷重が大きくなっている。このことから、左右の腰部および右の大腿部に疲労が蓄積されている、または、蓄積されるおそれがあると予測できる。
【００９５】
また、パワーシートの状態を図２７に示すようにした場合について説明する。この状態は、リクライニング角度θが６５ｄｅｇであり、ランバーサポート１４は最も後方へ移動した状態である。つまり、着座者に対して拘束度合いの低い状態である。
【００９６】
このときのある瞬間において、背面荷重センサ３１および座面荷重センサ３２による荷重分布は、図２８Ａおよび図２８Ｂに示す分布となった。そして、制御装置２１によるステップＳ２１（図２３に示す）において、図２８Ａ，図２８Ｂに示す各区画Ｒ１１−Ｒ１３，Ｌ１１−Ｌ１３の平均圧力を算出する。各区画の平均圧力の挙動は図２９Ａ−図２９Ｆに示すようになった。また、図２９Ｃ，図２９Ｆにおいて、実験開始から長時間に亘って、平均圧力の単位時間当たりの変化量が増加している。つまり、左右の大腿部に対する荷重が大きくなっている。このことから、左右の大腿部に疲労が蓄積されている、または、蓄積されるおそれがあると予測できる。
【００９７】
そして、各図より、各区画の平均圧力の単位時間当たりの変化量は、パワーシートの状態および着座時間によって異なる。そこで、当該変化量が大きくなる部位と、パワーシートの状態の変化のさせ方との関連づけを導き出すことで、両者の関係を予め決定しておくことができる。
【００９８】
そこで、制御装置２１は、ステップＳ２３（図２３に示す）において、各変化量に応じてランバーサポート１４，リクライニング機構１５、座面チルト機構１６、オットマンチルト機構１７、背面上部チルト機構１８、背面サイドサポート１９、および、座面サイドサポート２０を駆動することができる。つまり、姿勢変化機構の駆動タイミングを最適に調整することで、長時間の着座者における疲労の蓄積を確実に低減できる。
【００９９】
＜第五実施形態＞
本実施形態においては、図３０に示すように、第二実施形態に対して、さらにランバーサポート１４の高さ調整アクチュエータ１４ａを設ける。高さ調整アクチュエータ１４ａは、ランバーサポート１４の高さを調整可能であって、ランバーサポート１４による着座者の要部への圧力付与高さを変化させることができる。
【０１００】
ここで、制御装置２１は、背面１２の荷重分布により得られた着座者の体格情報に基づいて、ランバーサポート１４による着座者の要部への圧力付与高さを変化させることができる。ここでは、着座者の体格情報として、腰椎から肩までの長さΔＨ、腰椎高さＬおよび荷重範囲の横幅を用いる。
【０１０１】
このときの制御装置２１の制御処理について、図３１および図３２を参照して説明する。図３１に示すように、制御装置２１は、背面荷重センサ３１により検出された荷重分布に基づいて、着座者の腰椎から肩までの長さΔＨ、腰椎高さＬおよび荷重範囲の横幅を算出する（ステップＳ３１）。腰椎から肩までの長さΔＨは、荷重分布のしきい値を上回る荷重を示す最大高さから最低高さまでの長さである。また、腰椎高さLは、荷重分布のしきい値を上回る荷重を示す最低高さである。また、荷重範囲の横幅は、荷重分布のしきい値を上回る荷重を示す左右方向の範囲である。
【０１０２】
続いて、制御装置２１は、腰椎から肩までの長さΔＨおよび腰椎高さＬに基づいて、ランバーサポート１４による圧力付与の快適高さＨａを算出する（ステップＳ３２）。快適高さの算出は、式（１）に従って行う。さらに、制御装置２１は、算出した快適高さＨａを、荷重範囲の横幅に基づいて調整する。
［数１］
Ｈａ ＝Ｌ ＋  ΔＨ／３    ・・・  （１）
【０１０３】
続いて、制御装置２１は、ランバーサポート１４による圧力付与高さを快適高さＨａとするように、高さ調整アクチュエータ１４ａを駆動する（ステップＳ３３）。なお、上述した算出による快適高さＨａは、ほとんどの人間にとって快適と感じる範囲に含まれる。従って、上述した算出による快適高さＨａによって、実際の快適高さを十分に推定できる。また、快適高さＨａに高さ調整アクチュエータ１４ａを駆動した後の荷重重心Ｇの高さＧｈａが、調整前の荷重重心Ｇの高さＧｈと比べて小さいこと、すなわち、Ｇｈ＞Ｇｈａであることを検証することによって、その快適高さＨａの妥当性を検証することもできる。
【０１０４】
ここで、ランバーサポート１４の高さを異なる高さにした場合について、被検者の疲労度を計測した。具体的には、着座者が快適高さにランバーサポート１４による圧力付与を受けた場合と、着座者が快適高さとは異なる高さにランバーサポート１４による圧力付与を受けた場合とについて、被検者の疲労度の計測を行った。
【０１０５】
快適な高さは、上述した算出式ではなく、被検者にとって最も快適と感じる高さとした。なお、この快適高さは、上述した算出式により得られる快適高さＨａに近似している。また、不快な高さは、骨盤から最も離れた腰椎位置（肩側に近い腰椎位置）とした。
【０１０６】
何れの場合においても、被検者に対して、ランバーサポート１４の拘束度を、０（１５分）→０．６（１５分）→０（１５分）→０．６（１５分）→０（１５分）→０．６（１５分）の順に変化させた。これらの場合の指尖容積脈派を図３３に示す。図３３において、快適高さは太実線で示し、不快高さは細実線で示す。このように、快適高さでランバーサポート１４による圧力付与を行った場合には、不快高さの場合に比べて、疲労の蓄積が少ないことが分かる。
【０１０７】
＜変形態様＞
ここで、第五実施形態においては、ランバーサポート１４の高さを調整することとした。この他に、背面サイドサポート１９、背面上部チルト機構１８にも同様に適用できる。つまり、背面１２の荷重分布に基づいて、背面サイドサポート１９により圧力付与される高さを調整する。また、背面１２の荷重分布に基づいて、背面上部チルト機構１８によりチルト高さを調整する。このように、背面１２の荷重分布により得られた荷重重心の高さに基づいて、姿勢変化機構の機能する位置を調整することができる。その結果、着座者の疲労の蓄積を少なくできる。
【０１０８】
また、上記実施形態においては、背面荷重センサ３１を用いて取得した背面１２の荷重分布の重心を用いた。この他に、座面荷重センサ３２（図１７に示す）を用いて、座面１１の荷重分布により得られた着座者の体格情報に基づいて、座面サイドサポート２０の機能する位置を調整することができる。ここでは、着座者の体格情報として、座面１１の荷重重心の前後方向位置、臀部の大きさおよび臀部の前後方向位置を用いる。つまり、制御装置２１は、体格情報としての上記情報に基づいて、快適な前後方向位置を算出する。そして、座面サイドサポート２０による圧力付与される前後方向位置が、算出した快適な前後方向位置となるように調整する。
【０１０９】
＜第六実施形態＞
本実施形態においては、図１７に示すように、パワーシート装置は、背面荷重センサ３１および座面荷重センサ３２を備え、リクライニング機構１５を備える。本実施形態における制御装置２１の制御処理について、図３４を参照して説明する。
【０１１０】
制御装置２１は、背面荷重センサ３１により検出された背面１２の荷重分布に基づいて、背面荷重の総和Ｗｂを算出する（ステップＳ４１）。続いて、制御装置２１は、座面荷重センサ３２により検出された座面の荷重分布に基づいて、座面荷重の総和Ｗｓを算出する（ステップＳ４２）。続いて、制御装置２１は、背面荷重の総和Ｗｂと座面荷重の総和Ｗｓの和が、予め設定しておいた閾値Ｔｈより大きいか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１１１】
ここで、背面荷重の総和Ｗｂと座面荷重の総和Ｗｓとの和は、着座者の体格に相当する。つまり、着座者が大柄な場合には、Ｗｂ＋Ｗｓは大きくなり、小柄な場合にはＷｂ＋Ｗｓは小さくなる。そこで、閾値Ｔｈは、着座者が小柄な場合に相当する値とする。
【０１１２】
続いて、Ｗｂ＋Ｗｓの和が閾値Ｔｈより大きい場合には（Ｓ４３：Ｙｅｓ）、背面荷重の総和Ｗｂと座面荷重の総和Ｗｓとの比Ｗｂ／Ｗｓを算出する。比Ｗｂ／Ｗｓに応じて、リクライニング角度θの変動角αを算出する（ステップＳ４４）。そして、制御装置２１は、変動角αに基づいてリクライニング機構１５を駆動する（ステップＳ４５）。
【０１１３】
ここで、変動角αとは、リクライニング機構１５の初期状態の角度θ１に対して変動させる角度である。つまり、図３５に示すように、リクライニング角度θを、θ１（１５分）→θ１−α（１５分）→θ１（１５分）→θ１−α（１５分）→θ１（１５分）→θ１−α（１５分）の順に変化させる。ここで、比Ｗｂ／Ｗｓが大きいほど、変動角αを大きくする。つまり、比Ｗｂ／Ｗｓが大きいほど、初期姿勢状態のリクライニング角度θ１と姿勢変化状態のリクライニング角度θ１−αとの差が大きくなる。
【０１１４】
リクライニング機構１５においては、着座者にとって、リクライニング角度θが大きいほど姿勢変化に対する付与圧力が大きく、リクライニング角度θが小さいほど姿勢変化に対する付与圧力が小さい。つまり、姿勢変化状態のリクライニング角度θを変化させるということは、姿勢拘束状態（θ１に相当）と姿勢緩和状態（θ１−αに相当）との付与圧力の変化量（αに相当）が異なることを意味する。このように着座者の体格に応じた姿勢変化を行うことによって、着座者の姿勢が確実に変化する。その結果、着座者の疲労の蓄積を小さくできる。
【０１１５】
一方、ステップＳ４３にて、条件を満たさない場合（Ｓ４３：Ｎｏ）、すなわち着座者が小柄である場合には、処理を終了する。着座者が小柄な場合には、着座者は背面１２にもたれないか、極めて軽くもたれる程度である。そのため、リクライニング角度θを変動させたとしても、着座者の姿勢を変化させることができない。そこで、このような場合には、リクライニング機構１５を駆動することを行わないこととする。
【０１１６】
＜変形態様＞
ここで、第六実施形態においては、リクライニング機構１５の変動角αを調整することとした。この他に、座面チルト機構１６、オットマンチルト機構１７にも同様に適用できる。つまり、座面１１および背面１２の荷重分布に基づいて、姿勢拘束状態と姿勢緩和状態との付与圧力の変化量を異ならせる。このようにして、初期状態を姿勢拘束状態とした場合に、姿勢緩和状態を異なわせることになる。この場合にも、着座者の疲労の蓄積を少なくできる。
【符号の説明】
【０１１７】
１１：座面、  １２：背面、  １３：ヘッドレスト、  １４：ランバーサポート（駆動装置、姿勢変化機構）、  １５：リクライニング機構（駆動装置、姿勢変化機構）、  １６：座面チルト機構（駆動装置、姿勢変化機構）、  １７：オットマンチルト機構（駆動装置、姿勢変化機構）、  １８：背面上部チルト機構（駆動装置、姿勢変化機構）、  １９：背面サイドサポート（駆動装置、姿勢変化機構）、  ２０：座面サイドサポート（駆動装置、姿勢変化機構）、  ２１：制御装置、  ３１：背面荷重センサ、  ３２：座面荷重センサ、  Ｒ１ーＲ４，Ｌ１−Ｌ４，Ｒ１１−Ｒ１３，Ｌ１１−Ｌ１３：区画、  ４１，４２：一対の電極、  ４３：誘電層
【図１Ａ】
2014139069.tif 000003
【図１Ｂ】
2014139069.tif 000004
【図２】
2014139069.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2014139069.tif 000007
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2014139069.tif 000009
【図４Ｃ】
2014139069.tif 000010
【図５】
2014139069.tif 000011
【図６Ａ】
2014139069.tif 000012
【図６Ｂ】
2014139069.tif 000013
【図７】
2014139069.tif 000014
【図８】
2014139069.tif 000015
【図９】
2014139069.tif 000016
【図１０Ａ】
2014139069.tif 000017
【図１０Ｂ】
2014139069.tif 000018
【図１１】
2014139069.tif 000019
【図１２】
2014139069.tif 000020
【図１５Ｂ】
2014139069.tif 000021
【図１６Ｂ】
2014139069.tif 000022
【図１９】
2014139069.tif 000023
【図２６Ａ】
2014139069.tif 000024
【図２６Ｂ】
2014139069.tif 000025
【図２６Ｃ】
2014139069.tif 000026
【図２６Ｄ】
2014139069.tif 000027
【図２６Ｅ】
2014139069.tif 000028
【図２６Ｆ】
2014139069.tif 000029
【図２７】
2014139069.tif 000030
【図２９Ｂ】
2014139069.tif 000031
【図２９Ｃ】
2014139069.tif 000032
【図２９Ｄ】
2014139069.tif 000033
【図２９Ｅ】
2014139069.tif 000034
【図２９Ｆ】
2014139069.tif 000035
【図３０】
2014139069.tif 000036
【図３１】
2014139069.tif 000037
【図１３】
2014139069.tif 000038
【図１４Ａ】
2014139069.tif 000039
【図１４Ｂ】
2014139069.tif 000040
【図１５Ａ】
2014139069.tif 000041
【図１６Ａ】
2014139069.tif 000042
【図１７】
2014139069.tif 000043
【図１８】
2014139069.tif 000044
【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
2014139069.tif 000049
【図２２Ｂ】
2014139069.tif 000050
【図２３】
2014139069.tif 000051
【図２４】
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【図２５Ａ】
2014139069.tif 000053
【図２５Ｂ】
2014139069.tif 000054
【図２８Ａ】
2014139069.tif 000055
【図２８Ｂ】
2014139069.tif 000056
【図２９Ａ】
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【図３２】
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【図３３】
2014139069.tif 000059
【図３４】
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【図３５】
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