(57)【要約】  疲労軽減機能付自動車用シートは、バックパッド（５）の背後でシートバック（１）の内部に、着座者の局部的な押圧動作により体動を促進する体動促進手段（１２）を備えるものである。体動促進手段（１２）は、第３腰椎（Ｌ３）を１０ｍｍより大きく２０ｍｍ以下のストローク量で、または、７５Ｎより大きく１５５Ｎ以下の荷重で、連続的に３回以上７回以下の回数押圧及び解除する反復動作を、間欠的に５分以上１０分以下の間隔で繰返し押圧及び解除するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座者の局部的な押圧動作により、体動を促進する体動促進手段をパックパッドの背後でシートバックの内部に備える疲労軽減機能付自動車用シートにおいて、
第３腰椎を１０ｍｍより大きく２０ｍｍ以下のストローク量で、連続的に３回以上７回以下の回数押圧及び解除する反復動作で、間欠的に５分以上１０分以下の間隔で繰返し押圧及び解除する体動促進手段を備えたことを特徴とする疲労軽減機能付自動車用シート。
【請求項２】
前記ストローク量が１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の体動促進手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の疲労軽減機能付自動車用シート。
【請求項３】
前記第３腰椎を連続的に押圧及び解除する回数が３回以上５回以下の体動促進手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の疲労軽減機能付自動車用シート。
【請求項４】
前記反復動作を間欠的に繰返す間隔が５分の体動促進手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至は３の何れか一つに記載の疲労軽減機能付自動車用シート。
【請求項５】
着座者の局部的な押圧動作により、体動を促進する体動促進手段をパックパッドの背後でシートバックの内部に備える疲労軽減機能付自動車用シートにおいて、
第３腰椎を７５Ｎより大きく１５５Ｎ以下の荷重で、連続的に３回以上７回以下の回数押圧及び解除する反復動作で、間欠的に５分以上１０分以下の間隔で繰返し押圧及び解除する体動促進手段を備えたことを特徴とする疲労軽減機能付自動車用シート。
【請求項６】
前記荷重が１１５Ｎ以上１５５Ｎ以下の体動促進手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の疲労軽減機能付自動車用シート。
【請求項７】
前記第３腰椎を連続的に押圧及び解除する回数が３回以上５回以下の体動促進手段を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の疲労軽減機能付自動車用シート。
【請求項８】
前記反復動作を間欠的に繰返す間隔が５分の体動促進手段を備えたことを特徴とする請求項５乃至は７の何れか一つに記載の疲労軽減機能付自動車用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長時間着座時における着座者の下肢部の血行を改善することから疲労を軽減可能な疲労軽減機能付自動車用シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用シートにおいては、疲労低減が機能の一つとして要求されている。その疲労低減手段としては、エアバッグをシートバックの腰支持部に内蔵し、このエアバッグに対するエアの給排で着座者の支持圧を制御することにより、着座者の疲労感を解消することが提案されている（日本特許出願公開番号：特開平７−３１３２９３号）。
このエアバッグは、着座者が疲労を認識しない限り、スイッチ操作が行われないことから、着座者の的確な疲労の軽減を行い難い。
このような点を解消するため、着座者の骨盤部による角度変動を検知し、その値に従って着座者の骨盤部を振幅押圧する体動促進手段をシートバックの内部に備えた疲労低減機能付自動車用シートも提案されている（日本特許出願公開番号：特開２００５−１８５３７３号）。
このような従来の自動車用シートでは、シートバックに設けられた疲労軽減手段により血流量を適切に増加できないことがあり、その際、体動促進手段の動作を増大させると着座者の姿勢に与える影響や違和感が大きくなり易いため、十分な疲労軽減効果が得られないことが起こる。
【発明の開示】
【０００３】
本発明では、疲労軽減効果を確実に得易い疲労軽減機能付自動車用シートを提供することにある。
本発明に依れば、着座者の局部的な押圧動作により体動を促進する体動促進手段をバックパッドの背後でシートバックの内部に備えるものであり、第３腰椎を１０ｍｍより大きく２０ｍｍ以下のストローク量で、または、７５Ｎより大きく１５５Ｎ以下の荷重で、連続的に３回以上７回以下の回数押圧及び解除する反復動作で、間欠的に５分以上１０分以下の間隔で繰返し押圧及び解除する体動促進手段を備えた疲労軽減機能付自動車用シートが得られる。
好ましくは、ストローク量としては１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定すればよく、荷重としては１１５Ｎ以下１５５Ｎ以下に設定するとよい。第３腰椎を連続的に押圧及び解除する回数としては３回以上５回以下に、反復動作を間欠的に繰返す間隔としては５分に設定するとよい。
このように構成する本発明の疲労軽減機能付自動車用シートにおいては、第３腰椎の過剰とならない範囲の体動で血流を増加させることができ、着座者の下肢部の血行を改善することが可能で、また、腰痛を低減することが可能であるため、疲労軽減効果を確実に得易い。特に、第３腰椎を体動させることにより、姿勢への影響や違和感を抑えられるから、運転操作に対して影響が少ない。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明に係る疲労低減機能付き自動車用シートを示す説明図である。
図２は、着座者に対する体動促進手段の配設位置を示す説明図である。
図３は、着座者の骨格と体動促進手段との相対位置を示す説明図である。
図４は、疲労軽減手段を配設するシートバックのフレーム構造を示す説明図である。
図５は、実験例１の結果を示すグラフである。
図６は、実験例２の結果を示すグラフである。
図７は、受験例３の結果を示すグラフである。
図８は、シリンダの変位量（ｍｍ）とシリンダの発生荷重（Ｎ）の相関関係を示すグラフである。
図９は、参考例の結果を示すグラフである。
具体例の詳細な説明
図示実施の形態は、図１で示すようなドライバーシートにおいて疲労低減機構が組み付けられている。図中、符号１はシートバック、２はシートクッション、３は操作ハンドル、４は計器パネルを示す。
そのドライバーシートのシートバック１は、図２図乃至は図４に示すように座面相当部分が３０ｍｍ〜４０ｍｍ程度の厚みを有する発泡ウレタンのバックパッド５と、枠状のシートバックフレーム６と、枠内に配置された樹脂プレート７と、樹脂プレート７を背面側で支持するようにシートバックフレーム７の枠内に掛け渡されたワイヤスプリング８とを備えると共に、着座者の骨盤角度の変動量を計算するために骨盤部及び第９胸椎部の角度を検知する角度センサーまたは加速度センサー１０ａ、１０ｂと、バックパッドの背後に配設されて着座者を局部的に振幅押圧する体動促進手段１１を内部に備えて構成されている。
体動促進手段１１は、気体を供給または排気することにより、膨張又は収縮可能な第３腰椎押圧部としてのエアバッグ１２を有すると共に、エアバッグ１２に気体を供給または排気可能な作動部１３とを有している。
エアバッグ１２は、樹脂プレート７の横幅程度の長さを有するエアチューブからなり、バックパッド５を背後から押圧するよう樹脂プレート７の着座者側にクリップ（図示せず）で固定することによりシートバック１の内部に配置されている。
収縮状態では、樹脂プレート７で受け止めて着座者を押圧しない形状を有すると共に、膨張状態ではバックパッド５を介して着座者側の表面を膨出させて着座者を押圧可能な形状を有する。但し、通常時では収縮状態に保持されている。
このエアバッグ１２は、着座者の第３腰椎及びその近傍に対応する位置に配置されており、膨張状態ではバックパッド５を介して第３腰椎を押圧可能に配設されている。ここでは、膨張時に着座者の胸椎及び骨盤を押圧することなく、第３腰椎のみを押圧するものとして配設されている。
第３腰椎の位置とする理由は、押圧した際に着座者の姿勢への影響や違和感を抑えられると同時に、着座者の下肢部の血流量を大きく増加し易いからである。
この第３腰椎の体動により血流量を増加し易い理由としては、上体の中で体幹を屈曲する部位であって容易に変化し易く、効率がよいこと、体幹を屈曲することで腰背筋の律動性収縮により容易に増加でき、筋肉ポンプ作用による静脈還流が促進されること、上体を反らすことで大きく呼吸でき、呼吸ポンプによる静脈還流が多くなることなどに起因する。
作動部１３は、角度センサーまたは加速度センサー１０ａ、１０ｂにより着座者の骨盤部による角度変動を所定値以上に達したことを検知すると、エアバッグ１２を自動的に作動するよう自動制御回路で角度センサーまたは加速度センサー１０ａ、１０ｂと回路接続されている。
この作動部１３は、予め定められた順序に従って制御の段階を逐次進めるシーケンサー１４ａ、所定の入力情報に応じてエアバッグの作動開始等を設定するプログラム回路１４ｂ、プログラム回路１４ｂよりの指令に基づいてエアを供給するコンプレッサー１４ｃ並びにソレノイドバルブ１４ｄを備えて構成されている。この他、所定の作動情報を画面のタッチ操作でプログラム回路１４ｂに入力可能なディスプレイ１５が備え付けられている。
このような構成の疲労低減機能付自動車用シートでは、機構全体を作動するよう操作ハンドル３または計器パネル４乃至は着座者の周辺位置に装備される電源スイッチ（図示せず）により始動を開始させる。始動時は、シート各部を着座姿勢に応じた所定位置に調整し、また、上体を数回動かすことから骨盤部の変動量を着座者の疲労度として模擬させ、その情報をディスプレイ１５よりプログラム回路１４ｂに入力し、機構全体の制御条件を設定する。
その条件設定を行うと、自動制御回路が骨盤角度の変動量をプログラム回路１４ｂで計算可能に作動する。長時間運転に伴う着座者の体動による骨盤角度が模擬値に達したことを角度センサーまたは加速度センサー１０ａ、１０ｂにより検知すると、角度センサーまたは加速度センサー１０ａ、１０ｂの検出値に基づく指令がシーケンサー１４ａに入力され、シーケンサー１４ａがコンプレッサー１４ｃを作動し、エアバッグ１２に対する空気の供給，排出をソレノイドバルブ１４ｄで制御する。
これにより、エアバッグ１２をコンプレッサー１４ｃによるエアの供給、排出で反復的に膨張、収縮動させることにより、着座者の第３腰椎の押圧及び解除の反復動作を与える。
この反復動作では、エアバッグ１２により第３腰椎を押圧するストローク量を１０ｍｍより大きくする必要がある。ここで、「ストローク量」とはシートバック１の着座者に接する表面がバックパッド５を介して突出する変位量として設定されている。このストローク量が小さすぎると、明確な血流増加の効果を得難いからである。そのストローク量により、着座者に与える荷重としては７５Ｎより大きくする必要がある。
一方、ストローク量が大きすぎると、着座者の姿勢に与える影響が大きくなると共に、装置の動作量が大きくなることにより装置が大型化し易いところから好ましくない。そのため、本発明ではストローク量が２０ｍｍ以下に設定されている。また、着座者に与える荷重としては１５５Ｎ以下に設定されている。
特に、後述する実施例からも明らかなように、このストローク量を１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定するのが好適であり、荷重を１１５Ｎ以上１５５Ｎ以下に設定するとよい。
この反復動作の速度は、例えばエアバック１２へのエアの供給、排出速度等の調整により適宜設定することができる。一回の反復動作に要する時間は、ストローク量０ｍｍの状態から所定のストローク量まで達した後、再びストローク量０ｍｍの状態に戻るまでの動作を途切れなく略一定の速度で行う場合で１０秒以上３０秒以下に設定することができる。この範囲であれば、着座者に違和感を与え難いからである。
本発明では、この反復動作は、一度に連続して複数回反復し、所定時間の間隔をおいて再び連続して複数回反復するという間欠的な繰返しにより実施する。連続的な反復動作を継続すると、疲労低減効果が低下することも生ずるからである。
このような間欠的な反復動作では、一度に連続して反復する回数を３回以上７回以下に設定する。
この回数が少ないと、血流量増加が認められず、疲労低減効果が少なくなり易く、一方、多いと、乗員がその動きに対して抵抗する行動になり易く、筋緊張となるためである。
後述する実施例からも明らかな通り、一度に反復する回数を好ましくは３回〜５回、特に３回に設定するのが好適である。
更に、間欠的な反復動作の間隔は５分以上１０分以下に設定する。
この時間的間隔が短いと、乗員がその動きに対して抵抗する行動になり易く、筋緊張となる。一方、長いと、血流量増加が認められず、疲労低減効果が少なくなり易いからである。
特に、後述する実施例からも明らかな通り、反復動作と次の反復動作との間の間隔を５分とするのが好適である。
この実施の形態の疲労軽減機能付自動車用シートでは、このような各範囲を組合わせることにより、腰痛を低減すると共に着座者の下肢部の血行を促進して着座者の疲労軽減を図ることを可能にしている。
なお、着座者の疲労が軽減した後は、作動終了をディスプレイ１３に表示し、機構全体をリセットすると共に、ディスプレイ１３が初期画面に戻るよう回路設定できるようになっている。
以上のような疲労低減機構を組み付けたドライバーシートによれば、体動促進手段として、第３腰椎に対する所定のストローク量で、または、所定の荷重で連続的に所定の回数押圧及び解除する反復動作を、所定の間隔で間欠的に繰返すので、過剰とならない範囲の体動で血流を増加させることができる。そのため、着座者の下肢部の血行を改善することが可能であると共に、腰痛を低減することが可能である。特に、第３腰椎を体動させることにより、姿勢への影響や違和感を抑えられるから、運転操作に対して影響が少ない。
この実施の形態では、着座者の骨盤部による角度変動を角度センサーまたは加速度センサー１０ａ、１０ｂにより検知して反復動作を行うため、着座時間を要素として発生する疲労を自動で検知して着座者の体動を促進できるため、着座者の的確な疲労低減を行うことも可能である。
上記実施の形態では、体動促進手段１１としてエアバッグ１２及びその作動部１３のみからなるものを例示したが、着座者の他の部位を押圧するためのエアチューブやエアバッグなどを配置することも可能である。その際、それらを駆動するための作動部としては、エアバッグ１２を駆動する作動部１３を共用してもよく、或いは、別の作動部を用いてもよい。
上記実施の形態では、エアバッグ１２に気体を供給、排出して膨張、収縮させることにより押圧及び解除の反復動作を行っているが、例えばシリンダ等の機械的な前後動を行う部材により反復動作を行うことも可能であり、同様の効果を得ることができる。
以下、実験例について説明する。
自動車用シート
第３腰椎Ｌ３に対応する位置のエアバッグ１４の代わりに前後動可能なエアーシリンダを配置して反復動作を行うと共に、図３に示すように着座者の尻部Ｈに対応する位置、骨盤Ｓに対応する位置、胸椎Ｔ９に対応する位置のそれぞれに、前後動または上下動可能なエアーシリンダを配置することから反復動作を行う自動車用シートを用いた。なお、尻部Ｈは左右に２分割とし、左右別々に押圧及び解除可能とした。
実験例１
着座者に、図３に示すような右上腕Ｐ１、右下腿Ｐ２、及び左骨盤Ｐ３に、角度計測装置を装着し、ストローク量２０ｍｍ（荷重：１５５Ｎ）で反復動作を実施した際の各部位の角度変化を測定した。なお、尻部Ｈは左右を同時に押圧及び解除させた場合Ｈｓと、左右交互（右→左→右）に押圧及び解除させた場合Ｈｒとを測定した。
得られた結果を図５に示す。
図５の結果から明らかなように、第３腰椎Ｌ３に反復動作を実施した時の角度変化が最も少なかった。胸椎Ｔ９に反復動作を実施すると、上腕の角度変化が最も大きくなった。これにより、着座者に与える違和感は第３腰椎Ｌ３を体動させることで最も小さく抑えることができることが判る。
実験例２
図３に示すような着座者の左下腿Ｐ４及び左足第１指Ｐ５に、皮膚血流量を測定する装置を装着し、自動車用シートに一定時間着座状態を維持した後、一部位毎に反復動作を実施し、その前後における血流変化量を測定した。反復動作はストローク量２０ｍｍで連続して３回動作させることにより行った。
得られた結果を図６に示す。
図６の結果から明らかように、皮膚血流変化は、第３腰椎Ｌ３に反復動作を実施したときが最も多く、尻部Ｈを左右同時に反復動作させたときＨｒが最も少なかった。これにより、着座者の下肢部の血行を改善して疲労軽減効果は第３腰椎Ｌ３を体動させることで最も向上できることが判る。
従って、実施例１及び実施例２の結果から、第３腰椎Ｌ３をエアバッグ１２で体動させれば、着座者の姿勢に与える影響や違和感を小さくできると同時に、押圧により下肢部の血行を改善して疲労軽減効果を向上し易いことが確認できた。
実験例３
実験例３においては、ストローク量を変化させて第３腰椎Ｌ３だけに反復動作を実施し、その前後における血流変化量を測定した。反復動作は連続して３回動作させることにより行った。
得られた結果を図７に示す。
図７から明らかなように、ストローク量が１０ｍｍ以下（荷重：７５Ｎ以下）では血流変化量が少なく、十分な疲労軽減効果が得られないことが明らかであった。特に、ストローク量が１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下（荷重：１１５Ｎ以上１５５Ｎ以下）の範囲では顕著であった。
なお、シリンダの変位量（ｍｍ）とシリンダの発生荷重（Ｎ）の相関関係を測定したところ、図８で示す通りであった。
参考例
実際の自動車運転中の各種操作における体動と、第３腰椎Ｌ３に反復動作を実施したときの体動との血流量変化を比較した。
測定では、着座者の左下腿Ｐ４及び左足第１指Ｐ５に、皮膚血流量を測定する装置を装着し、自動車用シートに一定時間着座状態を維持した後、各種操作を実施し、その前後の変化量を測定した。
操作としては、ステアリングホイールを右に１回転させる操作（ＲＲ）、ステアリングホイールを左に１回転させる操作（ＬＲ）、筋力を余り使わずに床面から６０°の位置のアクセルペダルを３０°の位置まで押圧して再び６０°の位置まで復元させる受動的な操作（ＰＮ）、筋力を使って床面から６０°の位置のアクセルペダルを０°の位置まで強く踏み込んで再び６０°の位置まで復元させる能動的な操作（ＰＰ）の４種類を実施した。なお、第３腰椎Ｌ３の反復動作として実験例３のストローク量を２０ｍｍとしたときの血流変化量を使用した。
得られた結果を図９に示す。
図９から明らかなように、第３腰椎Ｌ３の反復動作の血流変化量は、受動的なペダル操作（ＰＮ）の血流量変化量をやや上回り、体動促進効果が確認できた。
本明細書中で使用した用語及び表現は、本発明を説明するために使用したに過ぎないものであって、本発明を何ら限定するものではない。そのような用語及び表現を用いたからと言って、そのことに、上述した本発明の構成要素及び特徴と均等なものまたはその一部を排除することを意図するものではない。権利が要求されている本発明の範囲内で、種々野変更を加えることが可能であることは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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