(57)【要約】【課題】本発明は、上織地と、下織地と、両者を所定の間隔に保つ連結糸と、からなる立体織物のクッション性を応用し、人体荷重に応じて立体織物の形状が変形することによっておこる各測定地点での静電容量の変化を測定して、体圧に変換することによって座席における着座者の体圧分布を測定することのできる体圧分布測定装置を得ることを目的とする。【解決手段】立体織物において、上織地内の一定方向に複数の導電糸からなる導電糸群を所定の間隔に織り込んで第１電極とし、下織地内に前記第１電極と交差する方向に複数の導電糸からなる導電糸群を所定の間隔に織り込んで第２電極とし、前記第１電極と前記第２電極が所定の間隔を保って交差する複数の地点を静電容量測定点とし、前記静電容量測定点での静電容量を測定し、前記測定した静電容量を体圧に変換することで体圧分布測定装置が得られることを見出し本発明に到達した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上織地と、下織地と、前記上織地と下織地の両者を所定の間隔に保つ連結糸とを備える立体織物の体圧分布測定装置であって、前記上織地内の一定方向に複数の導電糸からなる導電糸群を所定の間隔に織り込んで第１電極とし、前記下織地内に前記第１電極と交差する方向に複数の導電糸からなる導電糸群を所定の間隔に織り込んで第２電極とし、前記第１電極と前記第２電極が所定の間隔を保って交差する複数の地点を静電容量測定点とし、前記静電容量測定点での静電容量を測定する静電容量測定装置を有し、前記測定した静電容量を体圧に変換する体圧変換装置を有していることを特徴とする体圧分布測定装置。
【請求項２】
前記上織地と前記下織地との間隔が２〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の体圧分布測定装置。
【請求項３】
前記上織地内の一定方向に複数の導電糸からなる導電糸群を５〜５０ｍｍの間隔に織り込んで第１電極とし、前記下織地内に前記第１電極と交差する方向に複数の導電糸からなる導電糸群を５〜５０ｍｍの間隔に織り込んで第２電極としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の体圧分布測定装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用座席等における着座者の姿勢の状態を、体圧分布として測定することに関し、上織地と、下織地と、両者を所定の間隔に保つ連結糸とからなる立体織物のクッション性を応用し、人体荷重に応じて立体織物の形状が変形することによっておこる各測定地点での静電容量の変化を測定し、体圧に変換することによって座席における着座者の体圧分布を測定することのできる立体織物の体圧分布測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
体圧分布を測定する装置は、種々開示されており、特許文献１においては、縦方向、横方向の等間隔ごとに感圧センサーの配置されたセンサーマットをシートの着座面に配設し、感圧センサー毎の静たわみ特性を測定して、被試験者の着座のもとでの体圧分布を感圧センサー毎の圧力値として測定する方法が記載されている。  
【０００３】
特許文献２においては、多層構造を繊維構造体の上面部及び下面部の両面に導電性を有する導電糸を配置し、多層構造シートを押圧したとき、多層構造の上面部及び下面部を一定間隔に保つ連結部が圧縮され、上面部及び下面部に配置した導電糸が接触し、この時の導電糸間の電気抵抗が変化し、この電気抵抗変化を検知することで多層構造シート表面への圧力が検知できるとしている。  
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、感圧センサーの配線が多く複雑で、着座時に違和感を感じ座り心地のよいものではなかった。また、特許文献２では、上面部及び下面部に配置した導電糸が接触して電気抵抗が変化することを利用しているため、一定の圧力値を超える部分の圧力分布や経時変化の検知は可能であるが、圧力値の変化量を検知することはできない構造であった。  
【０００５】
また、出願人は、特許文献３において、立体編物の上編地と下編地に導電糸を編み込んで、一定の面積で対峙する電極を作製し、該電極間の静電容量を測定し、着座者の体圧分布を測定する技術を開示している。しかしながら、この技術では、立体編物の上編地と下編地に導電糸を編み込んでそれぞれの電極からリード線を取り出すのが困難で、手作業での配線に頼らざるをえず、改善が求められていた。    
【特許文献１】特開平１１−２４８４０９
【特許文献２】特開２００６−２８４２７６
【特許文献３】特開２０１０−２４３２４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上織地と、下織地と、両者を所定の間隔に保つ連結糸と、からなる立体織物のクッション性を応用し、人体荷重に応じて立体織物の形状が変形することによっておこる各測定地点での静電容量の変化を測定して、体圧に変換することによって座席における着座者の体圧分布を測定することのできる立体織物の体圧分布測定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、前記目的を達成するために以下の手段を提供する。  
【０００８】
［１］上織地と、下織地と、前記上織地と下織地の両者を所定の間隔に保つ連結糸とを備える立体織物の体圧分布測定装置であって、前記上織地内の一定方向に複数の導電糸からなる導電糸群を所定の間隔に織り込んで第１電極とし、前記下織地内に前記第１電極と交差する方向に複数の導電糸からなる導電糸群を所定の間隔に織り込んで第２電極とし、前記第１電極と前記第２電極が所定の間隔を保って交差する複数の地点を静電容量測定点とし、前記静電容量測定点での静電容量を測定する静電容量測定装置を有し、前記測定した静電容量を体圧に変換する体圧変換装置を有していることを特徴とする体圧分布測定装置。    
【０００９】
［２］前記上織地と下織地との間隔が２〜４０ｍｍであることを特徴とする前項１に記載の体圧分布測定装置。  
【００１０】
［３］前記上織地内の一定方向に複数の導電糸からなる導電糸群を５〜５０ｍｍの間隔に織り込んで第１電極とし、前記下織地内に前記第１電極と交差する方向に複数の導電糸からなる導電糸群を５〜５０ｍｍの間隔に織り込んで第２電極としたことを特徴とする前項１又は２に記載の体圧分布測定装置。  
【００１１】
尚、前記第１電極と前記第２電極が所定の間隔を保ち交差するとは、例えば、図１のように第１電極と第２電極が連結糸によって所定の間隔を保って配列されており、第１電極が経方向、第２電極が緯方向に配列され、第１電極と第２電極が所定の間隔を保って三次元的に交差する複数の交点を、静電容量測定点とするもので、それぞれの交点での静電容量を測定することによって、体圧分布を測定するものである。
【発明の効果】
【００１２】
［１］の発明では、上織地と下織地と両者を所定の間隔に保つ連結糸とからなる立体織物に導電糸を織り込んだ体圧分布測定装置であるので、着座時にクッション性があり、配線やリード線等の違和感を感じることなく着座することができる。上織地と下織地において導電糸群が三次元的に交差する複数の地点を静電容量測定点として配置しているので、各静電容量測定点の上織地と下織地の間に一定量の電荷を貯えることができる。また、前記各静電容量測定点での静電容量を測定する静電容量測定装置を有し、前記各測定した静電容量を体圧に変換する体圧変換装置を有しているので、着座時の人体の体圧に応じて立体織物が変形し、その変形に応じて測定点の静電容量が変化し、この静電容量の変化を前記静電容量測定装置が測定し、さらに静電容量の変化を体圧の変化として変換する体圧変換装置を有しているので、体圧分布として測定することができる。また、立体織物の上織地と下織地の反端には、導電糸が露出しているので、第１電極、第２電極としての結線が簡単で、外観が美しく、着座時に違和感を感じない座り心地のよい体圧分布測定装置とすることができる。また体圧を除去後は、立体織物の優れた圧縮回復特性により、上織地と下織地とは所定の間隔にもどるので、体圧の変化を安定して正確に測定することができる。また、立体織物からなるので、平面から曲面にまで、椅子の形状に沿わせて変形して設置することができ、様々な部位における体圧を正確に測定することができる。  
【００１３】
［２］の発明では、前記上織地と下織地との間隔が２〜４０ｍｍであるので、底付き感なく静電容量の測定を確実に行うことができる。  
【００１４】
［３］の発明では、前記上織地内の一定方向に複数の導電糸からなる導電糸群を５〜５０ｍｍの間隔に配列して第１電極とし、下織地内に前記第１電極と交差する方向に複数の導電糸からなる導電糸群を５〜５０ｍｍの間隔に配列して第２電極としたので、その交点に多くの静電容量測定点を構成することができ、広い面積での静電容量測定が可能になり、多くの体圧分布の変化を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、上織地と下織地と両者を所定の間隔に保つ連結糸とからなる立体織物の繊維構造体からなる体圧分布測定装置であって、例えば、図１に示すように、立体織物の上織地と下織地に導電糸群を所定の間隔に織り込んで、導電糸群の交点を静電容量測定点とし、多数の静電容量測定点が配置される。例えば、図１では、上織地側の静電容量測定点a−１が、下織地側の静電容量測定点b−１に対応して静電容量測定点が配置され、電荷を蓄積することになる。導電糸以外の糸は、絶縁糸であって、連結糸も絶縁糸からなり、上織地と下織地の間に導電性は無い構造になっている。上織地と下織地に５〜５０ｍｍの間隔に導電糸群を織り込んで配置すれば、風合が柔らかく、立体織物表面の風合と同じになり、着座者が測定点を意識しないで着座することできる。  
【００１６】
導電糸群の幅は、特に限定されないが導電糸２〜２００本程度の幅があれば好ましい。例えば、上織地の経糸に、絶縁糸１００本導電糸５０本を繰り返して配列し、緯糸に絶縁糸を使い、平織り組織で上織地を製織し、下織地では、経糸は全て絶縁糸を使い、緯糸は、絶縁糸１００本と導電糸５０本を繰り返して緯入れし、平織り組織で製織すればよい。本発明の立体織物は、ジャガード織機やドビー織機等、通常の多段開口の織機を用いて作ることができる。上織地と下織地の地組織は、同一の織組織であってもよいし、異なる組織であってもよい。また、織組織も特に限定されず、平織組織、綾織組織、朱子織組、あるいはこれらの組み合わせ組織であってよい。  
【００１７】
体圧に応じて立体織物が変形し、その変形に応じて測定点の静電容量が変化するので、静電容量の変化を測定することができ、さらに静電容量の変化を体圧の変化として変換し、体圧分布として測定することができるので、平面はもちろん、曲面や立面の形状に合わせて使用することが可能である。また、織物であるので、上織地と下織地と反端から、導電糸を簡単に取り出すことができ、第１電極、第２電極としての配線が簡単で、外観が美しく、着座時に導電糸の違和感を感じない、座り心地のよい体圧分布測定装置とすることができる。    
【００１８】
また、各導電糸と第１電極あるいは第２電極と結線するのに、コネクターを介して接続すれば、立体織物部分の取り外しが簡単になり、洗濯等のメンテナンスを容易に行うことができる。  
【００１９】
前記地組織の織密度や連結糸の連結密度は特に限定するものではないが、立体織物の見かけ密度をｄとしたとき、ｄは、０．０２〜０．３ｇ／ｃｍ３のであるのが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲にあるのがよい。立体織物の見かけ密度ｄが０．０２ｇ／ｃｍ３より下回るようであれは、圧縮回復性に乏しく、０．３ｇ／ｃｍ３を上回ると、硬くなってクッション性が悪く、車両用座席等には不向きである。  
【００２０】
前記上織地と下織地との間隔は２〜４０ｍｍであるのが好ましい。２ｍｍを下回る間隔では、着座時に底付き感があり好ましくない。また、４０ｍｍを超える距離では、静電容量の変化が小さく、正確に測定できないので好ましくない。また、静電容量測定点の数としては、人体の大きさから、１ｍ２に２００〜２５００個を均等に配置するのが好ましい。
【００２１】
また、立体織物の十分な圧縮回復性を保持するために、連結糸の表面に低融点の熱融着性繊維を巻きつけた連結糸を用いて製織したり、表層側が低融点の熱融着性繊維からなる芯鞘構造の連結糸を用いて製織した後、熱処理を施し、連結糸の交点で熱融着性繊維が融着して連結糸と上織地と下織地とを固定し、一体構造とするのが好ましい。  
【００２２】
上織地と下織地において、絶縁糸については、導電性のない糸であれば特に限定しないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリプロピレン、綿、ナイロン等の糸が挙げられる。中でも、４００〜８００ｄｔｅｘのナイロンのマルチフィラメント糸は耐久性があり好ましい。５００〜７００ｄｔｅｘのナイロンのマルチフィラメント糸であれば、風合は柔らかく、耐久性も優れている。  
【００２３】
連結糸としては、導電性のない糸であれば特に限定しないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリプロピレン、綿、ナイロン等の糸が挙げられる。中でも、５００〜２０００ｄｔｅｘ程度のナイロンのモノフィラメント糸が空隙を保つ強度と剛性を保有すると共に復元力が強く好ましい。５００ｄｔｅｘ未満の連結糸であれば、圧縮回復性に乏しく、２０００ｄｔｅｘを超えると硬くなり立体織物のクッション性が低下しやすく、製織性も悪くなる。  
【００２４】
本発明における導電糸は、導電性を有する繊維素材であればよく、例えば、銅、ステンレス、銀等の金属繊維や炭素繊維、導電性のない繊維に銀、銅、ニッケル等の金属をメッキ等の手段によって繊維表面にコーティングし導電性機能の付与された糸等をあげることができる。  
【００２５】
静電容量測定装置としては、特に特別なものを用意する必要はなく、一般に市販されるものでかまわない。体圧変換装置は静電容量測定装置で測定した静電容量を体圧に変換して表示するもので、体圧がかかると立体編物が変形し、静電容量測定点の静電容量が変化し、この変化を圧力の変化に変換するものである。  
【００２６】
また、本発明の体圧分布測定装置にヒーター線を上織地や連結糸に織り込んで電源と接続すれば、ヒーター機能付きの体圧分布測定装置とすることも出来る。
【実施例】
【００２７】
次に、この発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。  
【００２８】
＜実施例１＞  図１〜図５に示すように、導電糸４本と絶縁糸６本を一組として、上織地と下織地に第１電極と第２電極を織り込み、同時に上織地と下織地とを所定の間隔に保つ連結糸を織り成して、静電容量測定点を均等になるように配置（４００００個／ｍ２）した立体織物を作成した。なお、導電糸としては１１０ｄｔｅｘ／２４ｆ／６のナイロンマルチフィラメント導電糸（日本蚕毛染色株式会社製、体積抵抗値３．０×１０２Ω・ｃｍ）とし、上織地と下織地のベースに使用した糸は、６６０ｄｔｅｘ／９６ｆのポリエステルマルチフィラメント糸とし、組織は平織りで、連結糸としては６６０ｄｔｅｘ／１ｆのポリエステルモノフィラメント糸に低融点の熱融着性繊維を巻きつけたものを使用し、仕上がり厚みは１３．５ｍｍとした。製織後加熱処理して、連結糸と、上織地と下織地の各交点を固着した。次に上織地と下織地の各導電糸群をそれぞれ第１電極、第２電極としてつなぎ込んで電極とし、他端を各静電容量測定装置に接続して、各静電容量測定点での静電容量を測定した。さらに、各測定した静電容量を体圧に変換する体圧変換装置で体圧に変換し、体圧分布を測定した。  
【００２９】
なお、各静電容量測定点での静電容量のバラツキは、体圧に変換するときに補正を加え体圧分布測定値とした。自動車の座席に置き、体圧分布を測定したが、上織地や下織地の表面に配線が露出しないもので、座り心地のよい体圧分布測定装置とすることができ、十分に実用に耐えうるものであった。  
【００３０】
＜実施例２＞  実施例１において、導電糸１００本と絶縁糸４００本を一組として、上織地と下織地に第１電極と第２電極を織り込んだ以外は、実施例１と同様にして体圧分布測定装置とした。自動車の座席に置き、体圧分布を測定したが、実施例１と同様に外観がよく、十分に実用に耐えうるものであった。  
【００３１】
＜比較例１＞  実施例１において、仕上がり厚みを４２ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして体圧分布測定装置とした。体圧分布を測定したところ、上織地と下織地間の静電容量が安定して測定されず、体圧分布を測定するまでには至らず、人が着座しているかいないかの判断しかできないものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明に係る体圧分布測定装置の概略図である。
【図２】この発明の上織地の概略図である。
【図３】この発明に下織地の概略図である。
【図４】図２図３においてＢ−Ｂ線における立体織物の概略断面図である。
【図５】図２図３においてＡ−Ａ線における立体織物の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・体圧分布測定装置
２・・・上織地に配列された導電糸
３・・・下織地に配列された導電糸
４・・・上織地の経糸（絶縁糸）
５・・・上織地の緯糸（絶縁糸）
６・・・下織地の経糸（絶縁糸）
７・・・下織地の緯糸（絶縁糸）
８・・・コネクタ
ａ−１・・・上織地における静電容量測定点（下織地のｂ−１地点に対応）
ｂ−１・・・下織地における静電容量測定点（上織地のａ−１地点に対応）
【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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