(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート着座時の着座感を評価するためのシート試験装置であって、
シートに着座する人体の着座部位と実質的に同等な形態となるように型取りされ、被試験シートの表面に接触可能な複数の接触子が埋設された型治具と、
上記型治具を前記被試験シートに対して位置および姿勢を調整可能にセット固定する固定治具と、
各接触子を上記被試験シートの表面に押圧して各接触子の荷重および変位を測定する荷重・変位測定器と、を備え、
各接触子は上記型治具の外表面のほぼ法線方向にスライド可能に装着され、
上記荷重・変位測定器は、上記接触子に当接した荷重センサと、この荷重センサを進退ストロークさせるスライドモータと、を含むことを特徴とするシート試験装置。
【請求項２】
前記固定治具が前記型治具の前部と後部両側の３カ所に配置され、
各固定治具は、ベース板上に配置された基台と、この基台に支持されるパンタグラフ機構とを含み、
型治具の前部の固定治具は、パンタグラフ機構の上部でヒンジを介して型治具と結合されると共に、パンタグラフ機構の下部でヒンジを介して基台と結合され、また、型治具の後部両側の固定治具は、型治具の両側から突出した支持ロッドとパンタグラフ機構の上部で軸受用ブラケットと結合されており、
各固定治具のパンタグラフ機構により型治具の高さ位置および姿勢を調整して、所定のヒップポイントおよびサイアングルを設定することを特徴とする、請求項１に記載のシート試験装置。
【請求項３】
シートに着座する人体の着座部位と実質的に同等な形態となるように型取りされた型治具を被試験シートにセット固定し、
上記型治具に埋設された接触子を荷重・変位測定器によって上記被試験シートの表面に押圧させ、
該接触子の荷重および変位を測定することにより、シート着座時の着座感を評価するためのシート試験方法であって、
上記荷重・変位測定器が、上記接触子に当接した荷重センサと、この荷重センサを進退ストロークさせるスライドモータと、を含み、
各接触子を上記被試験シートの表面に押圧させ、各接触子ごとに荷重および変位を測定することを特徴とするシート試験方法。
【請求項４】
前記被試験シートの着座領域において複数の前記接触子を、前記型治具の外表面のほぼ法線方向にスライドさせることにより、各接触子の荷重および変位を測定することを特徴とする、請求項３に記載のシート試験方法。
【請求項５】
固定治具を前記型治具の前部と後部両側の３カ所に配置し、
各固定治具は、ベース板上に配置された基台と、この基台に支持されるパンタグラフ機構とを含み、
型治具の前部の固定治具を、パンタグラフ機構の上部でヒンジを介して型治具と結合すると共に、パンタグラフ機構の下部でヒンジを介して上記基台と結合し、また、型治具の後部両側の固定治具を、型治具の両側から突出した支持ロッドとパンタグラフ機構の上部で軸受用ブラケットと結合し、
各固定治具のパンタグラフ機構により型治具の高さ位置および姿勢を調整して、所定のヒップポイントおよびサイアングルを設定することを特徴とする、請求項３又は４に記載のシート試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車等の車両における座席シートの着座感、すなわち、座り心地を評価するシート試験装置および試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両では走行性能あるいは動力性能等と相俟って、座席シートの着座感、すなわち、座り心地は車両性能を評価する上で極めて重要な要素である。着座感を決定する要因として、シート座面の硬さ等があり、従来では平板シート状の圧力測定マット等を用いて着座時の圧力分布を測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
圧力測定マット等ではシート着座面から人体の着座部位が受ける圧力が測定される。しかしながら、この圧力測定マットの測定結果である圧力値と、人体が感じている硬さ感（座り心地）とは必ずしも相関性がない。また、圧力測定マットの測定値は、測定時の温度やマットの曲がり（曲率）によりばらついてしまい、これらのことから、座り心地を評価する定量値として実質的に採用することができない。
【０００４】
一方、上述したように圧力測定マットの実効性には問題があることから、訓練された評価者（パネラ）がその官能で評価（採点）していた。この評価は、訓練されたパネラによって行なわれるというものの、結局は主観的な評価方法であり、客観的に評価するのは容易ではない。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑み、座り心地を客観的かつ定量的に評価可能なシート試験装置および試験方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、シート着座時の着座感を評価するためのシート試験装置であって、シートに着座する人体の着座部位と実質的に同等な形態となるように型取りされ、被試験シートの表面に接触可能な複数の接触子が埋設された型治具と、前記型治具を前記被試験シートに対して位置および姿勢を調整可能にセット固定する固定治具と、各接触子を上記被試験シートの表面に押圧して各接触子の荷重および変位を測定する荷重・変位測定器と、を備え、各接触子は上記型治具の外表面のほぼ法線方向にスライド可能に装着され、上記荷重・変位測定器は、上記接触子に当接した荷重センサと、この荷重センサを進退ストロークさせるスライドモータと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明のシート試験装置において、前記型治具は前記固定治具によって、所定のヒップポイントおよびサイアングルが設定されるように固定されてもよい。
【０００９】
さらに、本発明のシート試験方法は、シート着座時の着座感を評価するためのシート試験方法であって、シートに着座する人体の着座部位と実質的に同等な形態となるように型取りされた型治具を被試験シートにセット固定し、この型治具に埋設された接触子を上記被試験シートの表面に押圧させ、その接触子の荷重および変位を測定することにより、シート着座時の着座感を評価するための方法であって、上記荷重・変位測定器が、上記接触子に当接した荷重センサと、この荷重センサを進退ストロークさせるスライドモータと、を含み、各接触子を上記被試験シートの表面に押圧させ、各接触子ごとに荷重および変位を測定することを特徴とする。
【００１０】
本発明のシート試験方法において、前記被試験シートの着座領域において複数の前記接触子を、前記型治具の外表面のほぼ法線方向にスライドさせることにより、各接触子の荷重および変位を測定するようにしてもよい。
【００１１】
本発明によれば、型治具を被試験シートにセット固定し、型治具に埋設された接触子を被試験シートの表面に押圧させることで、接触子の荷重および変位を測定する。この測定結果は、被試験シートの硬さ（バネ定数）として、着座感（官能値）と相関がとれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明によるシート試験装置および試験方法の好適な実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施形態におけるシート試験装置を示している。シート試験装置は、シート着座時の着座感、すなわち、座り心地を評価するためのものであるが、シート１に着座する人体の着座部位（臀部および大腿部）と実質的に同等な形態となるように型取りされ、被試験シート１の表面に接触可能な複数の接触子１１が埋設された型治具１０と、型治具１０を被試験シート１に対して位置および姿勢を調整可能にセット固定する固定治具２０と、を備えている。
【００１３】
型治具１０は、図２にも示されるように人体の着座部位を模造して、すなわち両側がすり鉢状にせり上がるたかたちに成形され、シート１の特にシートクッション部１ａに対応配置される。着座領域に対して、多数の接触子１１が縦横に配設されるが、この場合、図４のように型治具１０にはガイド孔１２が形成されており、接触子１１がガイド孔１２にガイドされ、型治具１０の外表面のほぼ法線方向にスライド可能に装着される。
【００１４】
接触子１１の両端部には鍔部もしくはフランジ部１１ａが形成され、ガイド孔１２に沿って所定ストロークだけスライドするが、ガイド孔１２から外れないようになっている。フランジ部１１ａの直径は、たとえば２０ｍｍ程度とする。接触子１１は、後述する荷重・変位測定器３０（図４）によってシート１の表面に押圧されるようになっている。
【００１５】
固定治具２０は、この例では図１のように型治具１０の前部（２０ａ）と後部両側（２０ｂ）の３ヶ所に配置される。各固定治具２０は、ベース板２１上に配置された基台２２と基台２２に支持されるパンタグラフ機構（ジャッキ）２３とを含む。固定治具２０ａはパンタグラフ機構２３の上部で、ヒンジ２４ａを介して型治具１０と結合している。パンタグラフ機構２３の下部では、ヒンジ２４ｂを介して基台２２と結合している。また、固定治具２０ｂはパンタグラフ機構２３の上部で、軸受用ブラケット２５を介して支持ロッド２６と結合している。この支持ロッド２６は型治具１０の両側に突出している。
【００１６】
型治具１０は固定治具２０によって、図３に示されるように、事前に測定された所定のヒップポイントＨＰ（支持ロッド２６対応位置）およびサイアングルθが設定されるように固定される。なお、サイアングルθは、ターゲットマーク１３を基点とするサイライン１４の角度により測定される。
【００１７】
荷重・変位測定器３０は、図４に示すように、接触子１１のフランジ部１１ａに当接するロードセル（荷重センサ）３１が装着され、このロードセル３１を進退ストロークさせるスライドモータ３２を含む。ロードセル３１は荷重を、またスライドモータ３２は変位をそれぞれ出力するように構成されている。
【００１８】
上記構成において、本発明のシート試験方法では、まず型治具１０をシート１にセット固定する。この場合、各固定治具２０のパンタグラフ機構２３により型治具１０の高さ位置および姿勢を調整し、所定のヒップポイントＨＰとサイアングルθに設定する。
【００１９】
つぎに、荷重・変位測定器３０を使って、各接触子１１をシート１の表面に押圧させ、各接触子１１ごとに荷重および変位を測定する。この場合、接触子１１は型治具１０の外表面のほぼ法線方向にスライドするが、シート１のシートクッション部１ａの着座領域において、できるだけ多数の測定点で測定することで精度よく、かつ信頼性のある測定結果を得ることができる。
【００２０】
各接触子１１による荷重・変位測定器３０の測定結果は、その測定点におけるシート１の表面硬さ（バネ定数）として、官能評価において検出される人体が感じる硬さ（官能値）と相関する。バネ定数を測定する際、各接触子１１の変位ストロークはできるだけ小さくし（５ｍｍ程度）、そのときの荷重出力との比で表される。つまりバネ定数は、ｋ＝ｆ／５（Ｎ／ｍｍ）の計算式で得られる。図５はこのようにして得られたバネ定数の測定結果の例を示している。
【００２１】
典型的な例として、着座した際に最も荷重がかかる人体の着座部位（坐骨結節点付近）におけるバネ定数と官能評価での座り心地（尻部）との関係を図６に示す。なお、硬さや形状等が相違する異なるシートを評価したものであるが、着座時の硬さを表すバネ定数ｋと官能値とは相関関係を示している。その他の人体部位についても同様の関係があることが分かった。図６から明かなように、バネ定数ｋは適度に小さいときに良好な官能値が得られ、大きくなるに従って、すなわち硬くなるにのにつれて官能値が低下する。
【００２２】
また、シート１の前後方向に沿った測定値分布で表すと、図７のようにさらに官能評価結果との関係が、定量データとして明確に表される。この例では３つの異なるシートのデータを示しているが、１Ａ，１Ｂ，１Ｃの順に官能評価が良くなっている。測定結果から分かるように、シート１Ａは尻部付近が硬く、大腿部から前方へいくほど急激に柔らかくなっている。シート１Ｂはバネ定数の変化は緩慢であるが、全体的に硬いシートである。シート１Ｃは前後方向に亘って各部位で官能上良好な硬さであるため、最も良い官能評価結果となっている（図６において、最も評価が良いシート１Ｃ）。
【００２３】
以上の測定結果から、つぎのことが導き出される。
すなわち、（１）人体各部位には部位ごとに良好と感じる硬さがある。
（２）人体部位によって感度が異なる（良好と感じる硬さが相違する）。
（３）前後で硬さが異なると、その相違を感じる。
そして、本発明によれば、これらの官能にて評価している項目を、定量的に評価することが可能になる。
【００２４】
上記のように本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明はこの実施形態にのみ限定されるものでなく、本発明の範囲内で適宜変更可能である。
たとえば、上記実施形態ではシート１のシートクッション部１ａに本発明を適用した例を説明したが、その場合に限らずたとえばシートバック部１ｂ（図１）に対しても同様に適用することができる。さらに、自動車用シートのみならず、たとえばベッド等の寝具においても有効に適用可能であり、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定性的な評価である官能値を定量的なバネ定数に置き換えて評価することにより、種々のシートの着座感の相違を適切かつ的確に把握することができる。また、パネラによらずとも、客観的かつ正確な評価を行なうことができ、高い利便性を備えるとともに実質的に低コストで評価することができる等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるシート試験装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるシート試験装置の側面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるシート試験装置の接触子まわりを示す図２のＢ部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるシートのバネ定数の測定結果の例を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態におけるシートのバネ定数の測定結果と官能値との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態におけるシートの前後方向に沿ったバネ定数の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１      シート
１ａ    シートクッション部
１ｂ    シートバック部
１０    型治具
１１    接触子
１２    ガイド孔
２０    固定治具
２１    ベース板
２２    基台
２３    パンタグラフ機構
２５    軸受用ブラケット
２６    支持ロッド
３０    荷重・変位測定器
【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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