JP2009000493A - 座席構造 - Google Patents

Abstract

【課題】骨盤の動きを妨げず、呼吸運動への追随性を従来よりもよりも高める。
【解決手段】背部用クッション材配設フレーム３４，１４０及び座部用クッション材配設フレームが、背部用クッション材４０，１５０又は座部用クッション材２０への負荷変動に伴って変位する構成である。すなわち、負荷変動に伴って背部用クッション材４０，１５０や座部用クッション材２０が動くだけでなく、それらを支持しているフレーム自体がフレームに張設してある張力構造体（背部用クッション材及び座部用クッション材）を介して動く構成である。従って、深く息を吸うために座位で骨盤をねかすと、背部用クッション材配設フレームの変位により、背部用クッション材の上部付近を押圧し、下部付近が前方にせり出すようになり、仙骨の支持が充実する。
【選択図】 図１

Description

本発明は座席構造に関し、特に、自動車、航空機、列車などの輸送機器用シートとして適する一方、事務椅子、映画館や劇場等に設置される椅子等としても適する座席構造に関する。

特許文献１〜５には、座部フレームに、立体編物（三次元ネット材）などのクッション材を掛け渡して形成される座席構造が開示されている。このように、クッション材を座部フレームに掛け渡して形成する場合、底付き防止、振動吸収特性や衝撃吸収特性を上げるため、立体編物や二次元の布帛などのベースネットを、上記クッション材の下方に、弾性部材を介して設けている。特許文献１〜５では、いずれも、トーションバーと、このトーションバーに連結され、該トーションバーを支点として回動可能に支持されるアームと、該アームに支持される支持フレームとを備えてなるトーションバーユニットを、座部の後部に配置し、ベースネットの後端を該支持フレームに連結することにより、ベースネットを弾性的に支持している。
特開２００４−３４７５７７号公報 特開２００３−１８２４２７号公報 特開２００４−１８８１６４号公報 特開２００４−１４１５４５号公報 ＷＯ２００４／００７２３８Ａ１号公報

特許文献１〜５に開示された技術によれば、人の体動への追随性がそれまでより高まり、座り心地、振動吸収特性、衝撃吸収特性等が改善されるが、これらは、主として、クッション材あるいはクッション材を支持するベースネットの体動への追随性を高めたものである。また、これらは主に、フロアとヒップポイントの間の垂直方向の寸法の小さなシートを対象としたものである。

ところで、人は、呼吸がしっかりすると身体の安定が保たれ、肺換気率が高まるために交感神経機能にスイッチが入りやすくなり、リラックスしていても集中力が高く、覚醒度も高まる。これを座位で実現するには、呼吸に伴う骨盤の動きを妨げない座席構造であることが重要となる。座位で骨盤をねかすと横隔膜が落ち、これにより肺が十分膨らむ余地が生まれるため、息を深く吸うことができ、吐くときに骨盤を起こすと、表層筋を使って吐ききれるため、多くの息を吐くことができる。従って、呼吸と共に座面が動いて骨盤の動きを妨げず、尻滑りを防ぐことができ、かつ、尻滑りを防ぐための堰も呼吸と共に動くような構造が望まれる。尻滑りの防止と姿勢の維持に筋肉が使われると、抗重力筋の収縮により、呼吸運動がしにくくなるからである。特許文献１〜５に開示された技術も、座位における呼吸運動の妨げとなることが少ない座席構造であるが、呼吸運動をさらに自然に落ち着いて行うことができるようにするため、筋肉をリラックスさせたままで姿勢が維持され、呼吸運動による筋骨格系の動きを邪魔しないように呼吸運動（体動）への追随性をより高めることが望まれる。

また、本出願人は、例えば、ＷＯ２００５／０９２１９３号公報に、生体信号の変位（振幅）の変化率を求め、さらにこれを所定のスライドラップ率で所定回数スライド計算して得られる振幅変化率の傾き（パワー値の傾き）の時系列データや、カオス指標の最大リアプノフ指数を同様にスライド計算処理して得られる最大リアプノフ指数傾きの時系列データを求めて、生体状態の変化を検出することを提案している。また、生体信号を検出するセンサとして、人の腰部付近に縦方向に沿ってエアパックセンサを設ける技術も提案している。呼吸、心拍などによってエアパックセンサの空気圧が変動することを利用して、それを時系列に検出して生体状態の変化を捉えるものである。

このようなエアパックセンサを利用して呼吸や心拍などの生体信号を感度よく検知するためには、背筋とエアパックセンサの圧迫が必要となる。これにより、エアパックセンサの表面には張力が作用し、膜の振動が生じ、エアパックの小さな穴を介しての空気の出し入れによりマイクロフォンのような機械的増幅作用が生じるが、その場合には人体の支持圧が上がる。従って、クッション材の動きを邪魔する。座席構造が骨盤の動きを妨げると、底付きが生じ、エアパックセンサの内圧を大きく超える圧力が作用するようになる。すると、呼吸運動を妨げるようになってしまう。ここではエアパックの内圧と筋肉が圧迫されることによって生じる外圧がつり合うこと（バネゼロ状態）が必要となる。この点からも、クッション材が骨盤の動きを妨げずに、骨盤の動きに追随して呼吸運動を行いやすくする座席構造が必要である。

一方、航空機などの座席構造は、前席及び後席間のスペースが限られており、その限られたスペース内に、できるだけリラックスした座位姿勢をとれること、あるいはエコノミークラス症候群の対策として、下肢の筋ポンプ機能を促す軽度な運動が容易であることが要請されており、そのためにも、上記したように、尻滑りを防ぎ、呼吸運動に伴う骨盤の動きを妨げないことが望まれる。航空機などでは、狭い座席空間の中で、人は、アップライトな姿勢をとったり、シートバックによりかかって脚を伸ばしたりというように姿勢を変化させるが、そのいずれの姿勢をとっても、骨盤の動きを妨げない、呼吸をしやすいことにより、抗重力筋の緊張が軽減され、姿勢の支持・維持性が向上されることや、自律神経系（交感神経系、副交感神経系）のバランスがよいことも望まれる。自律神経系のバランスがよいと、閉眼することにより交感神経機能が低下し、副交感神経機能優位な状態となって睡眠導入されやすくなり、休息をとりやすく、睡眠による早期の疲労回復が可能になる。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、骨盤の動きを妨げず、呼吸運動への追随性をより高めることができ、姿勢の支持・維持性が高く、また、生体信号の検出感度も向上させることができ、さらには、航空機などの限られたスペースに設置された場合でもそれらを実現できる座席構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明では、背部用クッション材を配設するために設けられる背部用クッション材配設フレームを、背部用クッション材への負荷変動に伴って変位可能に支持する背部用弾性支持機構を備えたシートバック部と、
座部用クッション材を配設するために設けられる座部用クッション材配設フレームを、座部用クッション材への負荷変動に伴って変位可能に支持する座部用弾性支持機構を備えたシートクッション部と
を有してなることを特徴とする座席構造を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記背部用クッション材配設フレームが可撓性を有する材料からなり、前記背部用弾性支持機構の一部を構成しており、
前記背部用クッション材の上部付近を後方へ押圧する負荷変動により、前記背部用クッション材配設フレームの上部付近が後方に変位し、
前記背部用クッション材の下部付近を後方へ押圧する負荷変動により、該背部用クッション材を介して該背部用クッション材配設フレームの上部付近が前方に変位する構成であることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項３記載の本発明では、前記背部用クッション材配設フレームは、前記背部用クッション材の上部付近を後方へ押圧する負荷変動により、その上部付近が後方に変位すると共に、その下部付近が前方に変位する構成であることを特徴とする請求項２記載の座席構造を提供する。
請求項４記載の本発明では、前記背部用クッション材配設フレームは、腰部対応付近に高剛性部が設けられ、この付近を支点にして前後に変位可能であることを特徴とする請求項２又は３記載の座席構造を提供する。
請求項５記載の本発明では、前記シートバック部は、
樹脂カバーと、
前記樹脂カバーの内側に固定されるベースフレームと、
前記背部用クッション材配設フレームと
を備えてなり、
前記背部用クッション材配設フレームは、上辺部が前記樹脂カバーに対して前方に離間して設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記樹脂カバーと該樹脂カバーに固定されて一体化されたベースフレームとの組み合わせと、前記背部用クッション材配設フレームとは、異なる弾性を有し、背部用クッション材配設フレームの弾性が、前記樹脂カバーと該樹脂カバーに固定されて一体化されたベースフレームとの組み合わせの弾性よりも低いことを特徴とする請求項５記載の座席構造を提供する。
請求項７記載の本発明では、前記ベースフレームの上部側に、前記背部用弾性支持機構の一部となるバネ部材が設けられ、前記背部用クッション材配設フレームの上辺部が該バネ部材によって弾性的に支持されていることを特徴とする請求項５記載の座席構造を提供する。
請求項８記載の本発明では、前記シートバック部は、
ベースフレームと、
前記ベースフレームの上部付近及び下部付近にそれぞれに配設される上リンク部及び下リンク部を有する平行リンク機構と
を備えてなり、
前記背部用クッション材配設フレームは、その上部付近が前記平行リンク機構の上リンク部に、下部付近が下リンク部にそれぞれ連結されて配設され、
前記背部用弾性支持機構は、前記上リンク部の回転中心と下リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーを備えてなることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項９記載の本発明では、前記平行リンク機構の上リンク部及び下リンク部は、それらに支持される前記背部用クッション材の位置が、加重時において斜め後上方に変位し、抜重時において斜め前下方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項８記載の座席構造を提供する。
請求項１０記載の本発明では、前記背部用クッション材の下部に、下端が任意のフレームに係合されたコイルスプリングの上端が係合されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項１１記載の本発明では、前記コイルスプリングは、腰部対応付近に上下方向に沿って配設されており、負荷変動に追随して、下端を中心としての前後揺動と、伸縮とが生じるようになっていることを特徴とする請求項１０記載の座席構造を提供する。
請求項１２記載の本発明では、前記背部用クッション材の略中央部に上端が係合され、下端が前記コイルスプリングの前面を被覆するように設けられると共に、上端側よりも下端側の厚みが厚い背部用補助クッションを備えていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の座席構造を提供する。
請求項１３記載の本発明では、前記シートクッション部は、
基台フレームと、
前記基台フレームの前部付近及び後部付近にそれぞれに配設される前リンク部及び後リンク部を有する平行リンク機構と
を備えてなり、
前記座部用クッション材配設フレームは、前記平行リンク機構の一対の前リンク部間に配設された前部支持フレームと、後リンク部間に配設された後部支持フレームとを備えてなり、
前記座部用弾性支持機構は、前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーを備えてなることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項１４記載の本発明では、前記平行リンク機構の前リンク部及び後リンク部は、それらに支持される前部支持フレーム及び後部支持フレームの位置が、加重時において斜め前下方に変位し、抜重時において斜め後上方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項１３記載の座席構造を提供する。
請求項１５記載の本発明では、前記前部支持フレーム及び後部支持フレームに支持され、前記座部用クッション材の下部に、座部用クッション材を支持するための可撓性を備えたクッションパンが配設されており、
該クッションパンには、少なくとも座骨結節に対応する位置を含む部位に孔部が形成されていることを特徴とする請求項１４記載の座席構造を提供する。
請求項１６記載の本発明では、前記クッションパンには、前記前部支持フレームに係合する前部係合部と、前記後部支持フレームに係合する後部係合部とを備え、伸脚姿勢時に前縁部を押圧する荷重が働くと、前記前部支持フレームを中心として臀部側が上方に浮き上がるように回動するように設けられていることを特徴とする請求項１５記載の座席構造を提供する。
請求項１７記載の本発明では、前記前部係合部は、前記前部支持フレームを挟持可能に、前記クッションパンから下方に突出された一対の板バネから構成され、
前記後部係合部は、クッションパンの下面に接合される基板部から、一端下方に屈曲された後、さらに後方に屈曲された折り曲げ部を備えた板バネから形成され、折り曲げ部を前記後部支持フレームの下側に差し込み、該後部支持フレームを折り曲げ部とクッションパンの下面との間で挟持する構成であることを特徴とする請求項１６記載の座席構造を提供する。
請求項１８記載の本発明では、前記後部係合部が係合する前記後部支持フレームは、背部用クッション材と座部用クッション材との境界部よりも前方８０〜２００ｍｍの範囲となるように設けられていることを特徴とする請求項１７記載の座席構造を提供する。
請求項１９記載の本発明では、前記クッションパンの孔部は、座骨結節に対応して左右一対形成されていることを特徴とする請求項１５記載の座席構造を提供する。
請求項２０記載の本発明では、前記左右一対の孔部の組が、クッションパンの前後方向に、所定間隔おきに複数組形成されていることを特徴とする請求項１９記載の座席構造を提供する。
請求項２１記載の本発明では、前記各孔部の直径が６０〜１２０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１９又は２０記載の座席構造を提供する。
請求項２２記載の本発明では、前記クッションパンの孔部は、一対の座骨結節に対応する部位を含む面積以上の大きさの一つの孔部からなることを特徴とする請求項１５記載の座席構造を提供する。
請求項２３記載の本発明では、前記孔部は、クッションパンの前後方向の長さで６０〜３５０ｍｍの範囲、左右方向の長さで１６０〜３５０ｍｍの範囲の略四角形状であることを特徴とする請求項２２記載の座席構造を提供する。
請求項２４記載の本発明では、前記座部用クッション材は、前記孔部の周辺部において該クッションパンと固定されていることを特徴とする請求項２２又は２３記載の座席構造を提供する。
請求項２５記載の本発明では、前記クッションパンの孔部の周辺部に、剛体が設けられていることを特徴とする請求項２４記載の座席構造を提供する。
請求項２６記載の本発明では、前記クッションパンは、合成樹脂材料と、該合成樹脂材料に一体化され、剛性を付与する４軸織物、２軸織物又は不織布のうちのいずれか少なくとも一つとの組み合わせからなることを特徴とする請求項１５〜２５のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項２７記載の本発明では、前記平行リンク機構を構成する前リンク部及び後リンク部は、クッションパンを支持した際に、該クッションパンの無負荷時の座角が０度〜１０度の範囲となるように設けられていることを特徴とする請求項１３〜２６のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項２８記載の本発明では、前記クッションパンに支持される座部用クッション材の座面の座角が、０度〜１０度の範囲、１０度〜２０度の範囲、又は２０度〜３０度のいずれかの範囲で設定されていることを特徴とする請求項２７記載の座席構造を提供する。
請求項２９記載の本発明では、前記座部用クッション材は、少なくとも、ベースクッション、中間クッション材、及びアッパークッションが積層された構造であることを特徴とする請求項１３〜２８のいずれか１に記載の座席構造を提供する。
請求項３０記載の本発明では、前記ベースクッションとアッパークッションが三次元立体編物から形成されていることを特徴とする請求項２９記載の座席構造を提供する。
請求項３１記載の本発明では、前記ベースクッションとアッパークッションのうち、少なくともベースクッションが２次元の織物、不織布又は帆布から選ばれ、該ベースクッションがクッションパンに部分的に接合されて配設されていることを特徴とする請求項２９記載の座席構造を提供する。
請求項３２記載の本発明では、前記中間クッション材は、厚み方向にカットされたカット面を備えることを特徴とする請求項２９記載の座席構造を提供する。
請求項３３記載の本発明では、前記中間クッション材は、カット面を境として物性の異なるものが用いられていることを特徴とする請求項３２記載の座席構造を提供する。
請求項３４記載の本発明では、生体信号検出装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１に記載の座席構造を提供する。

本発明では、背部用クッション材配設フレーム及び座部用クッション材配設フレームが、背部用クッション材又は座部用クッション材への負荷変動に伴って変位する構成である。すなわち、負荷変動に伴って背部用クッション材や座部用クッション材が動くだけでなく、それらを支持しているフレーム自体がフレームに張設してある張力構造体（背部用クッション材及び座部用クッション材）を介して動く構成である。但し、加減速時やコーナリング時などのように高Ｇがかかったときには、張力構造体と可撓性のフレームに高い圧力がかかって座席自体の剛性感が増大する構造である。従って、必要なときに高剛性感が創出され、通常状態では、しなやかな弾性特性が機能する。また、姿勢の変化や呼吸運動による体動への対応では、深く息を吸うために座位で骨盤がねると、背部用クッション材配設フレームの変位によって、背部用クッション材の上部付近が押圧され、下部付近が前方にせり出すようになり、仙骨の支持が充実する。また、座部用クッション材は沈み込むように変位する。これにより尻滑りが軽減され、姿勢を維持するための抗重力筋の緊張が解かれ、リラックスして深い呼吸ができる。また、骨盤を起こして息を吐こうとすると、背部用クッション材の下部付近を押圧し、上部付近が前方にせり出すようになり、座部用クッション材は座面が上昇しようとする。これらの動きは呼吸運動を行いやすくする。このため、本発明の座席構造にかかる背部用クッション材及び座部用クッション材は、高剛性感を保ちながら、骨盤の動きへの追随性が極めて高く、骨盤の動きを邪魔しない。従って、楽な呼吸を実現できる。

また、座部用クッション材配設フレームを、平行リンク機構で支持した構成とすることにより、上記した呼吸運動に伴う骨盤の動きや体動などにさらに敏感に追随する。この結果、人の背部（腰部も含む）から臀部、大腿部付近にかけての範囲が、呼吸運動や体動が行われても、常に背部用クッション材又は座部用クッション材に接して支えられているようになり、楽に呼吸するための安定した自然な座り心地を実現できる。また、背部用クッション材又は座部用クッション材が人体に常に接しているため、腰部付近等に設けられるエアパックセンサなどの生体信号検出装置を配設した場合、背部用クッション材の座面とエアパックセンサが一緒に動くため、外乱が入りにくく、呼吸、心拍などの生体信号を感度よく検出できる。

また、座部用クッション材を、座骨結節に対応する位置に孔部を有するクッションパンにより支持すると、座骨結節がこの孔部に若干沈み込むように支持される。また、姿勢を若干変化させる際も、孔部の中で座骨結節の位置が移動する。このため、座骨結節がいわばアンカーのように機能するアンカー効果が生じ、尻滑りが防止され、姿勢が安定する。これにより、尻滑りを抑えるために、かかとで骨盤の滑りを抑える以外、背筋や腹筋を極度に緊張させることがなくなり、円滑な呼吸運動を行うことができる。また、クッションパンを座部用クッション材配設フレームによって支持する構成とすることにより、尻滑りを防止するための堰の機能を果たす孔部を有するクッションパンも、骨盤の動きに追随して動くため、さらに呼吸を行いやすくする。

また、クッションパンを支持した際に、該クッションパンの無負荷時の座角が０度〜１０度の範囲となるように設けられていることが好ましい。クッションパンをこのように設け、クッションパン上に支持される座部用クッション材の座角も０度〜１０度の範囲、つまり、座角１０度以下のほぼフラットな座面で構成すると、特に、乗降性が良くなる。また、床面にかかとをつけた姿勢をとることが容易となる。その一方、クッションパンには、上記のような孔部が形成されているため、フラットな座面であっても座骨結節が確実に支持され、尻滑りが生じにくい。特に、航空機の座席のように、スペースが限られている場合、後部座席の人の足（膝下部）は、前席のシートクッション部の下方に入れられるようにすると、脚を伸ばしたり縮ませたりすることができるようになる。すると、下肢のふくらはぎの筋ポンプが作用して末梢の血流阻害が低減される。そのためにも、尻滑りを防いだ上で、床面にかかとがきちんとつくフラットな座面にすることが望ましい。

また、座角が大きくなるほど、あるいは、体側支持のためのサイドサポート部のせり出しが大きくなるほど、着座時におけるホールド性が高まり、着座時の姿勢が制限される。この形は、加速度が生じる自動車用の座席には好ましい。しかし、航空機の座席のような、制限された座席スペースにおいてそのような座席構造を採用すると、体格の大きな人ほど着座状態での動きが制限される。例えば、小さなスペースに大きな座角のついた大きな座席を採用したりする場合は、座部座面高を低く設定する必要がある。そうしないと、膝下部の動きが制限され、背部用クッション材に耳部付近をつけるような、座位のまま横向きの姿勢をとったりすることが、体格の大きな人ほど苦しくなる。この点からも、航空機の座席のような、制限された座席スペースに用いる場合は、かかとの支持面をきちんと確保して人を支持する部材を、人が体動や運動する空間を確保できる状態で設定する必要がある。人が自由に姿勢を変えられる空間を確保しつつ、人を支持する面をできるだけ広く確保するためには、座部は、フラットな座面の小さな座席にして、座骨結節下を支持する孔部を設けた構成とすることが好ましい。一方、背部は、骨盤上縁と仙骨部周辺の支持に加えて、胸部、特に肩胛骨からやや下部周辺の支持を確保できることが好ましい。これにより、姿勢変化のための支点が作られ、着座時の尻滑りを防ぎつつ、着座状態での姿勢変化や体動が容易になる。

さらに、フラットな座面であっても、上記したように、背部用クッション材配設フレーム及び座部用クッション材配設フレームが負荷変動や姿勢変動に伴って変位する構成であるため、人と座面部との相対変位が小さく、仙骨及び骨盤上部の支持性が高いと共に、胸骨、特に肩胛骨周辺の支持性も高い。すなわち、背部用クッション材が背部を面で確実に受け止めることができるため、座面部の表層材としてズレ力を低減するために摩擦係数の小さいものを用いたとしても、あるいは、サイドサポート部が形成されていなものを用いたとしても、左右方向のずれに対する支持性が高い。また、摩擦係数の小さい表層材を用いることにより、座面と皮膚のズレ力の低減だけでなく、衣服が人にまとわりつく感覚も低減できる。さらに、フラットな座面とすることにより、座部用クッション材の前縁部が、膝裏部付近を押圧するようなことがない。アップライトな姿勢では、膝裏部付近は、座部用クッション材の前縁部から離れ、伸脚した状態でも、上記の平行リンク機構で座部用クッション材配設フレームを支持することにより、座部用クッション材が膝裏部に押されて容易に下方に変位する。このため、長時間着座においても血流阻害を起こす恐れが極めて小さくなる。但し、自動車用等の座席では、前述の座面高が低いため、座部用クッション材として、前縁部の厚みを前方に行くほど厚くするなどして、目的に応じて、例えば、通常のセダン用等であれば１０度〜２０度の範囲の座角に設定したり、スポーツタイプ用であれば２０度〜３０度の範囲の座角に設定したりすることももちろん可能である。座部用クッション材の座面の座角は、本発明の座席構造の用途に応じて、適宜に設定できる。

以下、図面に示した本発明の実施形態に基づき、さらに詳細に説明する。図１〜図１６は、本発明の第１の実施形態に係る座席構造１を示している。本実施形態に係る座席構造１は、座席の設置スペースが制限された航空機、客船、列車、映画館などの座席構造として適したものである。図に示した座席構造１は、二人掛け仕様のものであるが、一人用であっても、三人以上用であってもよいことはもちろんである。

本実施形態の座席構造１は、シートクッション部１０とシートバック部３０とを備え、フロアに設置される脚部２によってシートクッション部１０がフロア面から所定の高さになるように配設される。シートクッション部１０は、脚部２によって支持された基台フレーム１１を備えている。基台フレーム１１は、着座者の左右に位置するように相互に所定間隔をおいて配設された側部フレーム１１ａ，１１ａと、該側部フレーム１１ａ，１１ａの前端間と後端間に架け渡されるように位置する前部フレーム１１ｃと後部フレーム１１ｄとを備えている。

側部フレーム１１ａ，１１ａの前部寄りの位置には、略Ｌ字状の前リンク部１２，１２が、挟角の小さい方を前側に向けて、屈曲部１２ｃ，１２ｃを該側部フレーム１１ａ，１１ａに軸支させて設けられている。側部フレーム１１ａ，１１ａの後部寄りの位置にも、略Ｌ字状の後リンク部１３，１３が、前リンク部１２，１２と同様に取り付けられている。一方側に位置する前リンク部１２と後リンク部１３の下端１２ａ，１３ａ間、他方側に位置する前リンク部１２と後リンク部１３の下端１２ａ，１３ａ間には、それぞれ、接続リンク板１４の各端部が軸ピンを介して連結されている。また、一対の前リンク部１２，１２の上端１２ｂ，１２ｂ間には、前部支持フレーム１５が架け渡されており、一対の後リンク部１３，１３の上端１３ｂ，１３ｂ間には、後部支持フレーム１６が架け渡されている。なお、後部支持フレーム１６は、両端に配置される上フレーム１６ａ，１６ａと、他端が下方に突出するように該上フレーム１６ａ，１６ａに一端を接続した接続板１６ｂ，１６ｂと、該接続板１６ｂ，１６ｂの他端間に配設される下フレーム１６ｃとを備え、全体として凹状に形成されている（図１，図２参照）。従って、後リンク部１３，１３の上端１３ｂ，１３ｂには、それぞれ上フレーム１６ａ，１６ａが連結される。前部支持フレーム１５及び後部支持フレーム１６によって座部用クッション材配設フレームが構成され、これによって座部用クッション材２０が支持される。前リンク部１２及び後リンク部１３は平行リンク機構の一部を構成する。

一対の前リンク部１２，１２の回転中心になっている屈曲部１２ｃ，１２ｃ間には、トーションバー１７が配設されており、前リンク部１２，１２が回動することにより、該トーションバー１７が捩られ、所定の弾性が機能する。前リンク部１２及び後リンク部１３に連結された前部支持フレーム１５及び後部支持フレーム１６に座部用クッション材２０が支持されるため、本実施形態のトーションバー１７は、座部用クッション材２０への負荷変動（着座動作や離席動作による座部用クッション材にかかる荷重変動、着座状態での体動や姿勢変化による荷重のかかり方の変動のいずれも含む意味である）に伴って、座部用クッション材配設フレーム（前部支持フレーム１５及び後部支持フレーム１６）を弾性的に支持する座部用弾性支持機構を構成する。なお、トーションバー１７は、前リンク部１２，１２間ではなく、後リンク部１３，１３間に設けてもよい。

前部支持フレーム１５及び後部支持フレーム１６には、図３及び図９に示したように、クッションパン１８を支持させており、クッションパン１８を被覆するように座部用クッション材２０を配設している。なお、前部支持フレーム１５及び後部支持フレーム１６へのクッションパン１８の支持方法については後述する。本実施形態では、前リンク部１２の上端１２ｂ及び後リンク部１３の上端１３ｂの高さが、加重時において屈曲部１２ｃ，１３ｃを中心に斜め前下方（図９の状態から図１１の状態に動作する方向）に回動した場合、抜重時において斜め後上方（図１１の状態から図９の状態に動作する方向）に回動した場合のいずれの位置においても、ほぼ同じ高さとなるように設定されており、その結果、前部支持フレーム１５及び後部支持フレーム１６に連結されて支持されるクッションパン１８は、常に略水平に保たれる。本実施形態では、クッションパン１８を略水平に設定すると共に、その上に被覆する座部用クッション材２０の座面も無負荷時において略水平になるようにしている（図８及び図９参照）。航空機のように前後座席間の間隔が狭い場所に設置した場合、大きな座角がついた構造では、着座した際の姿勢の拘束性が高くなってしまい、着座状態での姿勢変化や体動が行いにくくなると共に、乗降性（左右からの出入りのしやすさも損なわれる。このため、人が自由に動ける空間をできるだけ確保すべく、座面は略水平にしたものである。好ましいクッションパン１８の略水平の範囲に相当する座角は０度〜１０度の範囲であり、座部用クッション材２０の座面の略水平の範囲に相当する好ましい座角も０度〜１０度の範囲である。なお、自動車用等の座席では、後述の第２の実施形態で示したように、座部用クッション材として、前縁部の厚みを厚くするなどして、目的に応じて、例えば、通常のセダン用等であれば１０度〜２０度の範囲の座角に設定したり、スポーツタイプ用であれば２０度〜３０度の範囲の座角に設定したりすることももちろん可能である。

ここで、クッションパン１８と座部用クッション材２０は、本実施形態では、予め一体化されており、クッションパン１８を前部支持フレーム１５及び後部支持フレーム１６へ支持させるだけで、座部用クッション材２０も配置可能となっている。クッションパン１８には、図１６に示したように、その下面に、前部支持フレーム１５に係合する前部係合部１８ｄと、後部支持フレーム１６に係合する後部係合部１８ｅが設けられている。前部係合部１８ｄは、図１６に示したように、クッションパン１８の前後方向に間隔をおいて配設され、いずれも下方に突出する一対の板バネ１８ｄ１，１８ｄ２からなり、この板バネ１８ｄ１，１８ｄ２間に前部支持フレーム１５を挟持して係合する。後部係合部１８ｅは、クッションパン１８の下面に接合される基板部１８ｅ１から、一端下方に屈曲された後、さらに後方に屈曲された折り曲げ部１８ｅ２を備えた板バネから形成され、折り曲げ部１８ｅ２を後部支持フレーム１６の上フレーム１６ａの下側に差し込み、該上フレーム１６ａを折り曲げ部１８ｅ２とクッションパン１８の下面との間で挟持する。従って、予め一体化されたクッションパン１８と座部用クッション材２０を配置するにあたっては、まず、前縁部が斜め上になるように傾けて、後部係合部１８ｅを、折り曲げ部１８ｅ２が後部支持フレーム１６の上フレーム１６ａの下側に位置するように差し込み、次に、前縁部を下げてきて前部係合部１８ｄの一対の板バネ１８ｄ１，１８ｄ２によって前部支持フレーム１５を挟むようにする。これにより、クッションパン１８と座部用クッション材２０を容易に配設できる。

クッションパン１８は、図４及び図５に示したように、鉄板ではなく、可撓性のある材料から形成されている。本実施形態では、合成樹脂材料中に４軸織物を１枚又は複数枚、層状に積層又は埋設して一体成型したのものを用いている。鉄板を用いると鉄板の剛性が人の剛性と大きく異なるため硬く感じる。また、クッション材の厚さが薄いときには、鉄板から熱が伝わりやすい。つまり、夏場は暖かく、冬場は鉄板の冷たさを感じやすい。そのため、合成樹脂材料を使用することが好ましいが、クッション材の厚さを調整するなどして、可撓性のある鉄板を使用することも可能である。また、合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂等を用いてもよく、また、４軸織物の代わりに２軸織物や不織布を用いてもよい。すなわち、これらの材料は、必要とする剛性感に応じて選択することができる。４軸織物や２軸織物等を一体化することにより、合成樹脂材料のみから成型した場合よりも剛性が高くなるようにし、必要な可撓性となるように調整している。クッションパン１８は、テストピース（４００ｍｍ×３００ｍｍ）を間隔２００ｍｍの測定台の支持部に、該支持部間に位置する部分が測定面から離れた状態で支持させ、該支持部間の中央部を直径３０ｍｍの円形の加圧板で１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で２００Ｎまで加圧して撓ませた際の荷重−変位特性で、１０〜９０Ｎ／ｍｍのバネ特性を備えるものが好ましい。なお、合成樹脂材料の種類やクッションパン１８の厚さは、かかる荷重−変位特性となる範囲において適宜に選択、調整できる。

また、クッションパン１８の裏面には、人が着座した際に座骨結節が位置する部位よりも外側の両側部と前後方向に、座骨結節の周囲を取り囲むように枠状に所定幅の鉄板からなる剛体１８ａを固定している（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）。剛体１８ａを設けることにより、該剛体１８ａに対応する部位は高剛性になり、その他の部位は相対的に低い剛性になる。従って、無負荷時において、略水平になっていても、着座した際あるいは高Ｇが入力された際には、剛体１８ａによって取り囲まれた内側の部分で撓み、入力エネルギーを吸収、散逸させ、反力が人に入力されるのを軽減し、安定な着座姿勢を保とうとする。その一方、抜重時には、剛体１８ａに取り囲まれた部分は略水平に戻ろうとし、体動や姿勢変化への追随を行いやすくなっている。

また、剛体１８ａで取り囲まれた内側の部分は、少なくとも座骨結節に対応する位置を含む部位に孔部が形成されていることが好ましい。図４（ａ），（ｂ）は、座骨結節に対応する位置を含む部位に左右で２個一対の孔部１８ｂ，１８ｂを形成したものである。クッションパン１８上には座部用クッション材２０が配設されるが、孔部１８ｂ，１８ｂに対応する部位は、座部用クッション材の中で局部的な荷重をかけた際に最も沈み込みやすくなる。従って、孔部１８ｂ，１８ｂに座骨結節が位置することにより、座骨結節は当該部位に多少沈みこむように保持され、尻滑りが防止されて姿勢が安定する。また、臀部をずらすなどの姿勢の多少の変化もこの孔部１８ｂ，１８ｂ内に座骨結節が位置したまま行われる。これにより、尻滑りを抑えるために、かかとで骨盤の滑りを抑える以外、背筋や腹筋を極度に緊張させることがなくなり、円滑な呼吸運動を行うことができる。２個一対の孔部１８ｂ，１８ｂは、クッションパン１８の前後方向に所定間隔をおいて複数組設けることが好ましい。本実施形態では３組設けており、腰をシートクッション部３０に着けて背筋を伸ばした緊張状態で座った場合、脚を伸ばしてリラックスした状態で座った場合、腰をシートクッション部３０から離し、さらにリラックスした状態で座った場合等のいずれにも対応できるようになっている。このように、２個一対の孔部１８ｂ，１８ｂを形成する場合は、各孔部１８ｂの直径は６０〜１２０ｍｍの範囲であることが好ましい。

また、剛体１８ａで取り囲まれた部分に、図５（ａ），（ｂ）に示したように、一つの孔部１８ｃを形成した構成とすることもできる。これにより、姿勢変化が生じても、座骨結節の位置は常に孔部１８ｃに対応する位置に納まることになる。このように比較的大きな一つの孔部１８ｃを形成する態様とした場合、座部用クッション材２０上に着座した際には、該孔部１８ｃ内に座部用クッション材が落ち込むことによってハンモック感を生じやすい。そこで、クッションパン１８のうち、孔部１８ｃを取り囲むように設けられた上記剛体１８ａが対応する部位に、座部用クッション材２０を接着したり、棒状部材などを介して固定したりすると、ハンモック感が小さくなるため好ましい。一つの比較的大きな孔部１８ｃを形成する場合、クッションパン１８の前後方向の長さｘで６０〜３５０ｍｍの範囲、左右方向の長さｙで１６０〜３５０ｍｍの範囲の略四角形状であることが好ましい。前後方向長さｘが６０ｍｍで左右方向長さｙが１６０ｍｍの略四角形状のものから、前後方向長さｘが２４０ｍｍ左右方向長さｙが２４０ｍｍの略四角形状のものであることがより好ましい。

座部用クッション材２０は、図６（ａ），（ｂ）に示したように、ベースクッション２１とアッパークッション２２とを有し、両者間に中間クッション材としてのウレタン材２３がサンドイッチされたものを用いている。ベースクッション２１及びアッパークッション２２は、本実施形態ではいずれも３次元立体編物からなる。２次元の織物や不織布あるいは帆布等（これらをまとめて以下、必要に応じて「２次元張力構造体」という）をベースクッション２１とアッパークッション２２のいずれか少なくとも一方に用いることもできる。但し、２次元の織物、不織布、帆布等をベースクッション２１として用いる場合には、面剛性が不足するため、その下層に位置するクッションパン１８に部分的に接着等により接合することが好ましい。これにより、２次元張力構造体に張力が付与され、剛性が上がる。ウレタン材２３は、フロントパッド２３ａとリアパッド２３ｂとの２つの部分に分けられており、フロントパッド２３ａとリアパッド２３ｂとの境界は、前記ウレタン材２３は、厚み方向に、かつ、上面から下面に向かうに従って後方に向かうようにカットされたカット面２３ｃ，２３ｄを備えている。座部用クッション材２０は、ベースクッション２１が、図４に示した複数の孔部１８ｂを有するクッションパン１８の場合は、該複数の孔部１８ｂの周囲（図６の斜線で示した部分）に接着により固定される。なお、図５に示した孔部１８ｃの場合には、該孔部１８ｃの周囲（図７の斜線で示した部分）に接着により固定される。なお、固定の仕方は任意であり、ブラインドリベットを用いたり、あるいは、ベースクッション２１に樹脂製のフック部材を取り付けて係合させたりすることもできる。フロントパッド２３ａとリアパッド２３ｂは、ベースクッション２１及びアッパークッション２２のいずれにも固着されずに両者間にサンドイッチされて配設される。これにより、荷重がかかってベースネット２１が、孔部１８ｂ又は孔部１８ｃ内に侵入しようとすると、リアパッド２３ｂを、そのカット面２３ｄがフロントパッド２３ａのカット面２３ｃから下方向に位置ずれする方向に力が作用するため、該リアパッド２３ｂは孔部１８ｂ又は孔部１８ｃ内に沈み込みやすく、着座時において座骨結節位置を安定化させやすい。また、アッパークッション２２の表面は、三次元立体編物、皮革などの表皮材２４で被覆される。

なお、中間クッション材としては、ウレタン材に限らず、ファイバークッション等の他のクッション材であってもよい。また、上記のようにフロントパッド２３ａとリアパッド２３ｂとに分ける場合、両者を異なる物性のものとすることができる。例えば、負荷荷重の小さいフロントパッド２３ａは低密度で柔らかなものを用い、負荷荷重の大きいリアパッド２３ｂは高密度で硬度の高いものを用いるようにすることができる。さらに、サイサポートのために、両側部に低密度で硬度の高いものを設けることもできる。中間クッション材は、座席構造の用途に応じ、例えば、事務用椅子等であれば、上記のように複数ピースに分割したものを用いるのではなく、１枚のものからなるものであってもよい。また、中間クッション材の厚みは、ベースクッション２１やアッパークッション２２として３次元立体編物を用いたり、あるいは、２次元張力構造体を上記のようにクッションパン１８に接合して用いたりすることによって必要な剛性が確保できるため、３５ｍｍ以下の薄手のものを用いることが好ましい。

上記した基台フレーム１１の側部フレーム１１ａ，１１ａの後部は、それぞれ上方に向かって突出する突出フレーム１１ｆ，１１ｆが設けられている。この突出フレーム１１ｆ，１１ｆにシートバック部３０が支持される。

シートバック部３０は、正面から見て略四角形に形成された樹脂カバー３１を備えており、この樹脂カバー３１の内面側に、上辺部３２ａ、下辺部３２ｂ及び左右の各側辺部３２ｃ，３２ｃを備えた金属製で略方形に形成されたベースフレーム３２の一部を固定して一体化している。樹脂カバー３１は、上記したクッションパン１８と同様に、熱硬化性樹脂に、４軸織物、２軸織物又は不織布のうちのいずれか少なくとも一つを一枚以上一体化したものである。４軸織物や２軸織物等を一体化することにより、樹脂カバー３１の剛性を高めている。樹脂カバー３１とベースレフーム３２の下端寄りの部位であって、人が着座した際の腰部に対応する部位には、シートバック部３０の幅方向に沿うように該樹脂カバー３１及びベースフレーム３２を挟持する取付フレーム３３が設けられており、前方に屈曲された該取付フレーム３３の両端部３３ａ，３３ａを、上記突出フレーム１１ｆ，１１ｆの上部に連結して取り付けられている。

また、取付フレーム３３の両端部３３ａ，３３ａには、上辺部３４ａ、下辺部３４ｂ及び左右の各側辺部３４ｃ，３４ｃを備えた金属製で略方形に形成された背部用クッション材配設フレーム３４における腰部対応部位３４ｄ，３４ｄ付近が固定される。腰部対応部位３４ｄ，３４ｄ付近よりも上方に位置する各側辺部３４ｃ，３４ｃは、上辺部３４ａに向かって前方にせり出すような形状に形成されている。これにより、高剛性部である腰部対応部位３４ｄ，３４ｄを中心に、それよりも上部が押圧されると、後方に変位して、腰部対応部位３４ｄ，３４ｄより下部が前方にせり出すように変位し、腰部対応部位３４ｄ，３４ｄよりも下部が後方に押圧されると、腰部対応部位３４ｄ，３４ｄよりも上部が前方にせり出す。このように、本実施形態では、背部用クッション材配設フレーム３４が、その一部に高剛性部を備えていて、該高剛性部を境として上下に弾性変形可能な部位となっており、背部用クッション材配設フレーム３４自体が、背部用弾性支持機構を兼用している。なお、高剛性部は、背部用クッション材配設フレーム３４の少なくとも一部を熱処理等することにより形成できる。また、背部用クッション材配設フレーム３４の上辺部３４ａとベースフレーム３２の上辺部３２ａとの間には、図９及び図１１に示したように、該背部用クッション材配設フレーム３４の上辺部３４ａをベースフレーム３２の上辺部３２ａから離間する方向に付勢し、背部用弾性支持機構を構成する部材として機能する板バネ３５が配設されている。本実施形態では板バネ３５を用いているが、背部用クッション材配設フレーム３４の上辺部３４ａを上記のように付勢できる限り、他のバネ部材であってもよい。

背部用クッション材４０は、ベースクッション４１と表層クッション４２とを有してなる。ベースクッション４１は、例えば、三次元立体編物から構成され、背部用クッション材配設フレーム３４の上辺部３４ａに上部が係合されている。下部は、図９及び図１１に示したように、背部用クッション材配設フレーム３４の下辺部３４ｂに下端が係合されたコイルスプリング４５の上端に係合されている。そのため、ベースクッション４１の形状は、フレームの配設形状に支配される。また、コイルスプリング４５を配設したことにより、該コイルスプリング４５が座面側から押圧されると、下端を支点として該コイルスプリング４５の上端側が後方に回動するように変位する。さらに座面側から押圧される荷重がかかると、背部用クッション材配設フレーム３４の腰部対応部位３４ｄ，３４ｄよりも下部が押圧され、腰部対応部位３４ｄ，３４ｄの上部が前方にせり出す方向に変位する。コイルスプリング４５を配設することで、小さな押圧力でもコイルスプリング４５が下端を中心として回動する。また、人の背が上下に動作する方向への力にはコイルスプリング４５の伸縮動作が作用する。従って、骨盤の前後の動き、上体（背）の上下の動きに対して敏感に反応して追随する。

表層クッション４２は、例えば、三次元立体編物や皮革から形成され、ベースクッション４１の表面側全体と、背部用クッション材配設フレーム３４の上辺部３４ａ、下辺部３４ｂ及び側辺部３４ｃ，３４ｃの全ての部位を被覆するように５％以下の低い張力で張られる。

表層クッション材４２の裏面側であって、ベースクッション４１との間において、図９及び図１１に示したように、ベースクッション４１の上下方向略中央部に上端縁が結合され、下端縁がコイルスプリング４５の前側を覆う背部用補助クッション４３が設けられている。背部用補助クッション４３は、上端側よりも下端側の厚みが厚くなっており、姿勢変化によって該背部用補助クッション４３の上端縁付近を後方に押圧する力が加わった場合には、背部用補助クッション４３の下端縁側が前方にせり出してくる。背部用補助クッション４３の上端縁付近を後方に押圧するような姿勢は、臀部（骨盤）が前方に移動し、表層クッション材４２との間に隙間が生じるが、この背部用補助クッション４３を設けることにより、臀部との間に生じる隙間を小さくし、臀部（骨盤）の動きに対する追随性がさらに高まる。また、コイルスプリング４５の異物感も軽減される。

この結果、呼吸に伴う横隔膜の上下動や人が感じるフィット感に対しては、低い張力で設けられた表層クッション４２がそのバネ機能によって上下に追随して支配的となる。一方、呼吸や体動などに伴う腹筋、背筋の動きや、より大きな骨格自体の動きに対しては、ベースクッション４１、コイルスプリング４５及び背部用クッション材配設フレーム３４のバネ機能が作用して追随する。また、さらに大きな衝撃力が加わった場合には、樹脂カバー３１とベースフレーム３２との組み合わせからなる部材のバネ機能によって衝撃力を吸収しようとする。

従って、シートバック部３０の表層クッション４２の表面（座面）は、呼吸、振動、体動、衝撃力などによる人体の様々な動きに追随して動き、人の背との相対変位をできるだけ小さくできる構造になっている。

この点は、上記したシートクッション部１０でも同様であり、座部用クッション材２０のバネ機能により、座部用クッション材２０の表面（座面）に対する呼吸等による相対変位に追随し、前リンク部１２，１２に支持させたトーションバー１７のバネ機構により、より大きな骨格自体の動きに追随し、クッションパン１８によって、さらに大きな衝撃力を吸収する作用を果たす。

シートクッション部１０とシートバック部３０のこれらの機能は、それぞれ独立して機能するのではなく、人体の種々の動きに対して双方が共に関連する。従って、本実施形態の座席構造１は、シートクッション部１０の座部用クッション材２０の表面（座面）に接する座骨結節、シートバック部３０の背部用クッション材４０の表面（座面）に接する骨盤後部、並びに、背部（胸骨、特に肩胛骨周辺）が呼吸、体動、姿勢変化などによって動いても各座面はこれらに接しようとする方向に動作し、呼吸等に伴う身体との相対変位を小さくできる。

図８及び図９に示した無負荷時の状態から人が着座すると、図１０及び図１１に示したようになる。すなわち、シートクッション部１０では、座部用クッション材２０の座骨結節部付近が沈み込み、前リンク部１２と後リンク部１３は、クッションパン１８との連結部がいずれも斜め前下方に移動する。また、シートバック部３０の下部付近を後方に押圧するため、表層クッション４２及び補強クッション４３を介してコイルスプリング４５を下端を中心として後方へ回動するように変位させ、背部用クッション材配設フレーム３４のうち高剛性部３４ｄより上部の部位が、相対的に前方にせり出してきて、人の胸骨、肩胛骨付近にフィットする。図１０〜図１２に示したアップライトな姿勢では、座骨結節部付近が上記クッションパン１８の孔部１８ｂ又は１８ｃに沈み込むため、臀部のやや前方が臀部の前ズレを防ぐ堰となる。従って、尻滑りを防ぐために、背筋や腹筋を極度に緊張させることがなくなり、円滑な呼吸運動を行うことができる。しかも、前リンク部１２及び後リンク部１３は、荷重がかかると斜め前下方に移動し、抜重時には斜め後上方に変位する。また、低い張力で張られた表層クッション４２及びコイルスプリング４５で支持されたベースクッション４１は上下方向に変位可能になっている。着座状態では、呼吸により人の背に沿って、ほぼ上下方向に体動が生じるため、本実施形態の構造は、かかる呼吸による体動によく追随し、無理のない呼吸を実現できる。また、背部は、骨盤上縁と仙骨部周辺の支持に加えて、胸部、特に肩胛骨からやや下部周辺の支持を確保できているため、姿勢変化のための支点が作られ、着座時の尻滑りを防ぎつつ、着座状態での姿勢変化や体動が容易になる。さらに、座部用クッション材２０の座面がフラットであるため、アップライトな姿勢では膝裏部との間に隙間が生じ、長時間着座による血流阻害も生じにくい。つまり、本実施形態によれば、人は、上体を背伸びして伸ばしたり縮めたりすることができるが、本実施形態の座席構造１は、この人の動きに追従して、人との接触面を背では上方・後方向に、座では前方・下方に運動させるメカニズムを有する。換言すれば、背及び座における座席のスペースを広げる方向への各フレーム（前部支持フレーム１５、後部支持フレーム１６、背部用クッション材配設フレーム３４）の動きが、人の上体の伸縮に対応した構造である。

図１３は、シートバック部３０を若干後方にリクライニングさせた状態で、腰部（骨盤）をシートバック部３０の下部付近に押し付けたまま、足を前方に投げ出した伸脚状態の姿勢である。この姿勢では、臀部を前方にずらすズレ力が生じるが、座骨結節部のやや前方に堰が作られることにより、臀部の前ズレが抑制される。また、背部が下方に下がろうとするズレ力も生じるが、上下方向に自由度のあるベースクッション４１の上下方向への動きによりズレ力は軽減される。また、背部用クッション材配設フレーム３４の上部付近が後方に押圧され、それによって背部用クッション材配設フレーム３４の下部付近、背部用補助クッション４３等の下部付近が前方にせり出てくるため骨盤後部を支える支持圧が高まる。また、骨盤後部をシートバック部３０の下部付近に押し付けた状態では、背部用クッション材配設フレーム３４の上部付近を後方に押圧する力はそれほど強くなく、その部位の復元力によって胸骨付近、肩胛骨付近が支持される。この結果、シートクッション部１０及びシートバック部３０共に座面が体にフィットして支えられ、この姿勢でも、余分な筋肉を使わない円滑な呼吸運動が行われる。

図１４は、シートバック部３０を若干後方にリクライニングさせた状態で、座骨結節を前方にずらして足を前方に投げ出した伸脚姿勢で着座した状態を示す。この場合、座骨結節は、クッションパン１８に複数組の孔部１８ｂを設けた構造では、より前方に形成された孔部１８ｂに落ち込んで支えられることになる。このため、かかる姿勢では、図１２よりも前方部に、臀部の前ズレを防ぐ堰が形成される。そして、上下動するベースクッション４１によりズレ力は軽減される。一方、背部用クッション材配設フレーム３４の上部付近を後方に押圧する力はより強くなり、相対的に、背部用クッション材配設フレーム３４の下部付近、背部用補助クッション４３等の下部付近はより前方にせり出てきて骨盤後部を支える。本実施形態によれば、このような姿勢をとっても、座骨結節を確実に支持し、骨盤後部を支えると共に、胸骨ないし肩胛骨付近を面で支えており、この姿勢でも、呼吸運動を妨げるような余分な筋肉が使われず、楽に呼吸を行うことができる。

ここで、図１５は、シートバック部３０を若干後方にリクライニングさせた状態で、足を前方に投げ出した伸脚姿勢におけるクッションパン１８の作用をより詳細に説明するための図である。図１６に示したように、伸脚姿勢でない通常着座時の状態（図１５（ｂ））から伸脚姿勢の状態（図１５（ａ））に移行すると、膝裏部付近によって座部用クッション材２０の前縁部を下方に押圧する荷重がかかり、臀部側の荷重が相対的に小さくなる。このときの荷重変化により、クッションパン１８は、前部支持フレーム１５に前部係合部１８ｄが係合しているため、該前部支持フレーム１５を中心として、臀部側が若干上方に浮き上がるように回動し、後部係合部１８ｅの折り曲げ部１８ｅ２は、後部支持フレーム１６の上フレーム１６ａに当接しているため、図１５（ａ）に示したように斜め下方向に拡開するように変形する。クッションパン１８は、前部係合部１８ｄ及び後部係合部１８ｅによって、前部支持フレーム１５及び後部支持フレーム１６に支持されているため、上記したように、極めて簡易に取り付けられると共に、伸脚姿勢においては、クッションパン１８及び座部用クッション材２０が、伸脚動作に伴う荷重のかかり方の変化に追随して変位する。本実施形態によれば、上記したように、荷重変化が生じると前リンク部１２，１２及び後リンク部１３，１３の動作により、この荷重変化に追従する動きをするが、クッションパン１８をこのように設けることにより、伸脚姿勢への座部用クッション材２０の追従性がさらに高まり、長時間着座においても血流阻害を起こす恐れがさらに小さくなる。なお、伸脚姿勢から通常着座時の姿勢に戻った場合には、前部支持フレーム１５を中心として、クッションパン１８の臀部側が下がる方向に回動して図１５（ｂ）に示した位置に復帰する。

また、後部係合部１８ｅの折り曲げ部１８ｅ２が係合する後部支持フレーム１６の上フレーム１６ａは、背部用クッション材４０と座部用クッション材２０との境界部よりも前方８０〜２００ｍｍの範囲（図１５の符号ｚで示された範囲）となるように設けられていることが好ましい。人が着座していない状態で、符号ｚの範囲を手で下方に押圧すると、折り曲げ部１８ｅ２が係合している後部支持フレーム１６の上フレーム１６ａが支点となって、クッションパン１８と座部用クッション材２０の前縁部側が浮き上がり、前部係合部１８ｄを構成する一対の板バネ１８ｄ１，１８ｄ２が前部支持フレーム１５から外れる。すなわち、クッションパン１８と一体化された座部用クッション材２０は、上記のように、簡単に装着できると共に、取り外し作業も容易である。しかし、人が臀部を背部用クッション材４０に押し付けた状態で座った際には、人の重心が符号ｚの範囲に作用することによって、前部係合部１８ｄが前部支持フレーム１５から外れないようにする必要がある。その一方、上記のように伸脚姿勢をとった場合には、座部用クッション材２０の臀部側が浮き上がる方向に若干変位する必要がある。これらがバランスよく作用するようにし、かつ、脱着の容易性を確保するために、符号ｚの範囲は、上記の寸法範囲とすることが好ましい。また、衝突時において、符号ｚの範囲が沈み込むように変位すると、臀部の保持性が高まるが、その作用をより確実に機能させるために、符号ｚの寸法は、１４０〜１８０ｍｍの範囲とすることがより好ましい。

図１６、図の右からアップライト姿勢、シートバック部３０をリクライニングさせて臀部を後方に押し付けて足を投げ出した姿勢、シートバック部３０をリクライニングさせた上で、臀部を前方にずらして足を投げ出した姿勢をとった場合を並べて示すものである。各座席間の間隔は現在航空機で使用されている座席間の間隔に合わせたものであり、図示したモデルは日本人成人男性の平均的な体格を有している。図１６の右に示した座席のリクライニング角度は、設計基準位置で後方に倒していない。図１６の中央と左に示した座席のリクライニング角度は、設計基準位置から後方に１０度後傾させたものである。図１６から、いずれの姿勢をとっても、脚は前席との空間又は前記下部の足入れスペースに収まった範囲で着座でき、本実施形態の座席構造は、航空機などの前後空間の狭い条件下に配置するのに適している。なお、背部用クッション材４０は、背部用クッション材配設フレーム３４によって支持しているが、座部用クッション材２０と同様に、背部用クッション材配設フレーム３４に、上記と同様の構造の可撓性のあるクッションパンを配置し、該クッションパン背部用クッション材４０を支持させる構造も可能である。

図１７〜図２１は、本発明の第２の実施形態を示す図である。本実施形態に係る座席構造１００は、シートクッション部１１０に座角をつけたものであり、特に、自動車用として適する座席構造である。

本実施形態の座席構造１００もシートクッション部１１０とシートバック部１３０とを備えて構成される。シートクッション部１１０は、基台フレーム１１１を備えてなる。基台フレーム１１１は、車体フロアに固定されるレール部材１１１ａ，１１１ａと、このレール部材１１１ａ，１１１ａに沿って前後にスライド可能に設けられた側部フレーム１１１ｂ，１１１ｂとを備えている。

側部フレーム１１１ｂ，１１１ｂの前部寄りの位置には、略Ｌ字状に形成された前リンク部１１２，１１２が、挟角の小さい方を前側に向けて、屈曲部１１２ｃ，１１２ｃを該側部フレーム１１１ｂ，１１１ｂに軸支させて設けられている。側部フレーム１１１ｂ，１１１ｂの後部寄りの位置にも、略Ｌ字状の後リンク部１１３，１１３が、前リンク部１１２，１１２と同様に取り付けられている。また、前リンク部１１２と後リンク部１１３の下端１１２ａ，１１３ａ間には、それぞれ、接続リンク板１１４の各端部が軸ピンを介して連結されている。また、前リンク部１１２と後リンク部１１３の上端１１２ｂ，１１３ｂ間には、座部用クッション材配設フレームを構成するサイド支持フレーム１１７，１１７がそれぞれ架け渡されている。サイド支持フレーム１１７，１１７の前端部は、前リンク部１１２の上端１１２ｂ，１１２ｂに取付ブラケット１１７ａ，１１７ａを介して取り付けられ、後端部は、後リンク部１１３の上端１１３ｂ，１１３ｂに軸支されるが、後リンク部１１３の上端１１３ｂ，１１３ｂの位置から側面から見て略Ｌ字状に、一旦下方に向かった後、前方に向かい、さらに斜め上前方に向かった後、前端部が上記の取付ブラケット１１７ａ，１１７ａの位置に至るような形状で形成されており、斜め上前方に向かうような形状を有していることで、座部用クッション材１２０を配設した際に、所定の座角がつくようになっている。また、前リンク部１１２，１１２の上端１１２ｂ，１１２ｂ付近間には前部支持フレーム１１５が、後リンク部１１３，１１３の上端１１３ｂ，１１３ｂ付近間には後部支持フレーム１１６がそれぞれ架け渡されており、前リンク部１１２及び後リンク部１１３は平行リンク機構の一部を構成している。

また、前リンク部１１２，１１２の回転中心になっている屈曲部間には、第１の実施形態と同様に、座部用クッション材への負荷変動に伴って、座部用クッション材配設フレーム（前部支持フレーム１１５及び後部支持フレーム１１６）を弾性的に支持する座部用弾性支持機構を構成するトーションバー１１９が配設されている。

前部支持フレーム１１５と後部支持フレーム１１６には、第１の実施形態と同様に、クッションパン１１８を設けることが好ましい（図１８参照）。図１８では、複数の孔部１１８ｂを形成したクッションパン１１８を示しているが、第１の実施形態と同様に、一つの大きな孔部を形成したクッションパンを用いることもできる。

クッションパン１１８には、座部用クッション材（図示せず）が被覆される。座部用クッション材としては、三次元立体編物、ウレタン材等を用いることができるが、上記した第１の実施形態と同様に、三次元立体編物間にウレタン材をサンドイッチした構造のものを用いることもできる。もちろん、三次元立体編物に代えて、ファイバークッション、２次元の織物、不織布、帆布等を用いたり、中間クッション材であるウレタン材に代えてファイバークッション等を用いたりすることも上記第１の実施形態と同様である。なお、座部の座り心地に関する特性は、使用されるクッション材の特性が支配的になる。

シートバック部１３０は、樹脂カバー１３１を有し、この樹脂カバー１３１の内面側に、ベースフレーム１３２が固定されている。この点は、上記第１の実施形態と同様である。一方、本実施形態では、上端から下方に向かうに従って前方に膨出する形状で形成された体側部支持用の補強フレーム１３３，１３３が左右に一対設けられている。該補強フレーム１３３，１３３の上端は、樹脂カバー１３１の上部付近に固定され、下端は、ベースフレーム１３２の側部フレーム１３２ａ，１３２ａの下部付近にぞれぞれ前方に突出する方向に取り付けられた取付ブラケット１３４，１３４に固定されている。また、樹脂カバー１３１の上部付近と該取付ブラケット１３４，１３４との間にそれぞれ斜めに、衝突安全対策のためにベースフレーム１３２や側部フレーム１３３の後傾を軽減する補強ワイヤ１３５が設けられている。

ベースフレーム１３２の各側部フレーム１３２ａ，１３２ａの上部付近には取付ブラケット１３６が設けられており（図２０参照）、この取付ブラケット１３６に、略Ｌ字状の上リンク部１３７の屈曲部１３７ｃが軸支されている。また、ベースフレーム１３２の各側部フレーム１３２ａ，１３２ａの下部付近に設けた取付ブラケット１３４，１３４には、下リンク部１３８の屈曲部１３８ｃが軸支されている。上リンク部１３７の一端１３７ａと下リンク部１３８の一端１３８ａの間には、接続リンク部１３９の各端部が軸支されており、本実施形態の上リンク部１３７及び下リンク部１３８は、平行リンク機構の一部を構成している。

上リンク部１３７の他端１３７ｂと下リンク部１３８の他端１３８ｂの間には、背部用クッション材配設フレーム１４０が配設されている。具体的には、背部用クッション材配設フレーム１４０は、上辺部１４１、下辺部１４２及び側辺部１４３，１４３を備えており、上辺部１４１の両端付近が、上リンク部１３７，１３７の他端１３７ｂ，１３７ｂに連結されている。また、各側辺部１４３，１４３の下端付近に突設した取付板１４３ａ，１４３ａに、下リンク部１３８，１３８の他端１３８ｂ，１３８ｂをそれぞれ連結している。

ここで、背部用クッション材配設フレーム１４０を支持する下リンク部１３８，１３８の回転中心となる屈曲部１３８ｃ，１３８ｃは、トーションバー１３８ｄによって支持されており、下リンク部１３８，１３８が回動することにより、該トーションバー１３８ｄが捩られて所定の弾性が機能する。従って、このトーションバー１３８ｄは、本実施形態において背部用弾性支持機構を構成する。

背部用クッション材１５０は、図１９に示したように、第１のベースクッション１５１と第２のベースクッション１５２とを有してなる。第１のベースクッション１５１は、例えば、三次元立体編物から構成され、背部用クッション材配設フレーム１４０の上辺部１４１に上部が係合されている。下部は、背部用クッション材配設フレーム１４０の下辺部１４２のやや上方に配設したバネ支持フレーム１４６に下端が係合されたコイルスプリング１４５の上端に係合されている。コイルスプリング１４５の機能は上記の第１の実施形態と全く同様であるが、本実施形態では、さらに、第１のベースクッション１５１の下部付近と側辺部１４３，１４３の下端付近との間にも他のコイルスプリング１４７を配設している。これにより、第１のベースクッション１５１の前後方向に弾性が機能することにるため、第１のベースクッション１５１における腰部対応部位のストローク感を増し、かつ、底付き低減等の機能を果たすことができる。

第２のベースクッション１５２は、例えば、三次元立体編物等から形成され、第１のベースクッション１５１のサイドに設けられる。第２のベースクッション１５２は、第１のベースクッション１５１と一体でもよいし、または、別物を縫い合わせたものであってもよい。また、第１のベースクッション１５１と第２のベースクッション１５２との表面側には、上記第１の実施形態と同様に、上縁が第１のベースクッション１５１の略中央部に結合され、コイルスプリング１４５を覆う背部用補助クッション１５３が配設され、これにより、姿勢変化による臀部（骨盤）への追随性を高めている。さらに、第２のベースクッション１５２を第１のベースクッション１５１と別物で形成すると共に、第２のベースクッション１５２を第１のベースクッション１５１の表面側全体及び背部用クッション材配設フレーム１４０を被覆して設けてもよい。この場合、背部用補助クッション１５３は、第１のベースクッション１５１と第２のベースクッション１５２と間に配設される。なお、背部用クッション材１５０として、図１９では第１のベースクッション１５１、第２のベースクッション１５２及び背部用補助クッション１５３を示しているだけであるが、これらを被覆するように、表層用クッション（図示せず）が配設される。

本実施形態では、上記第１の実施形態と異なり、シートバック部１３０においても上リンク部１３７及び下リンク部１３８を備えた平行リンク機構によって背部用クッション材配設フレーム１４０を支持している。従って、図２０（ａ）の状態から、背部用クッション材１５０を表面（座面）側から押圧する力が加わると、上リンク部１３７及び下リンク部１３８が共に斜め後上方へ回動するため、背部用クッション材配設フレーム１４０も斜め後上方へ移動し、図２０（ｂ）の状態になる。この結果、呼吸動作によって背部用クッション材１５０を押圧したり、押圧力が小さくなったりすると、斜め後上方へ変位したり、その位置から今度は斜め前下方に変位したりすることになり、呼吸動作に伴う体の動作方向（動きやすい方向）に一致し、前述のものよりもさらに呼吸を行い易くする。

図２１（ａ）は、人が上体を起こして着座している状態を示し、図２１（ｂ）は、背部用クッション材１５０を押圧して、脚を伸長させてリラックスした状態で着座した場合を示している。呼吸、体動などにより、図２１（ａ）の状態から図２１（ｂ）の状態になると、背部用クッション材配設フレーム１４０は、図の矢印に示したように、斜め後上方へ変位し、座部用クッション材配設フレームを構成する前部支持フレーム１１５及び後部支持フレーム１１６が脚に押圧されて斜め前下方へと変位する。従って、本実施形態も、上記第１の実施形態と同様に、人の背、腰、臀部（骨盤）、大腿部の動きに対する、背部用クッション材１５０や座部用クッション材の座面の追随性が高い。

上記したように本発明の座席構造は、上記各実施形態のいずれの場合にも背部用クッション材配設フレーム、座部用クッション材配設フレームの各弾性支持機構により、背部用クッション材や座部用クッション材の座面の人体への追随性が高い。また、平行リンク機構のバネ特性により外部からの振動も軽減される。従って、各種生体信号を検出する装置を組み合わせることにより、生体信号のより正確な検知が可能である。

図２２は、第２の実施形態におけるシートクッション部１１０とシートバック部１３０とに、それぞれ生体信号検出装置として荷重検知装置１６０を設けたものである。この荷重検知装置１６０は、トーションバー１１９又は１３８ｄの周囲に励磁コイルとピックアップコイルを巻回してなり、トーションバー１１９，１３８ｄが捩られることによる出力電圧特性の変化から、荷重を検知する。トーションバー１１９，１３８ｄは、座部用クッション材配設フレームを支持する前リンク部１１２、又は、背部用クッション材配設フレームを支持する下リンク部１３８の動きによって捩られ、しかも、背部用クッション材又は座部用クッション材の各座面が、呼吸、体動、姿勢変化に拘わらず、人体によくフィットする構造であるため、荷重変化を敏感に検知できる。

また、図２３に示したように、シートバック部１３０において、人の左右の腰腸肋筋に対応する位置の少なくとも一方に、該腰腸肋筋に沿って略縦長状態で配設されると共に、その上端が、少なくとも人の横隔膜の下面に相当する高さにセット可能な長さを備えるエアクッション（エアパックセンサ）２００、人の生体信号によって生じるエアクッション２００の空気圧変動を空気圧測定器２１０を介して検出し、人の生体状態を分析する分析手段２２０を具備する生体信号分析装置を組み込んだ構成とすることもできる。この生体信号分析装置によれば、横隔膜、腰腸肋筋を通じて空気の充填されたエアクッション２００に、心拍、音声、呼吸が固体伝搬音として伝達される。あるいは、呼吸等に伴う筋肉の動きにより該エアクッション２００が押圧される。この結果、エアクッション２００の空気圧が変動するため、その時系列波形を分析手段２２０により分析することで、生体状態を判定できる。この際、本発明の座席構造１又は１００によれば、上記した構成により、シートバック部及びシートクッション部が人の動きによく一致するため、エアクッション２００が背部用クッション材の動きに敏感に反応し、生体信号によるエアクッション２００の空気圧変動を感度よく検出できる。なお、分析手段２２０に設定される分析用のコンピュータプログラムとしては、例えば、本出願人が提案したＷＯ２００５／０９２１９３号公報に開示された入眠予兆などの生体状態を判定するプログラム、ＷＯ２００５／０３９４１５号公報に開示された疲労度を定量化するプログラムなどを用いることができ、これらにより、入眠予兆や疲労度などが判定される。

第２の実施形態に係る座席構造１００のシートバック部１３０に、図２３に示したエアクッション２００を組み込んで、人の呼吸と脈波を捉える試験を行った。なお、この座席構造１００のシートクッション部１１０の座角は約２５度でああった。

（試験例１）
健康な２０〜３０歳代の日本人男性１７名、日本人女性３名を被験者として、車両静止の状態で、それぞれ、上記座席構造１００に、安静状態で、朝（９時−１１時）、昼（１３時−１７時）、夜（１９時−２１時）のそれぞれ５分間着座させ、その際の生体状態を調べた。試験例１では、分析手段２２０により、空気圧測定器２１０から得られるエアクッション２００の空気圧変動による出力を、アナログ信号処理回路にてフィルタリング処理して呼吸成分と心拍成分とに分離し、心拍成分、呼吸成分の各スペクトル波形を得た。なお、フィルタリング処理工程では、０．１Ｈｚ〜０．５Ｈｚと０．５Ｈｚ〜２．０Ｈｚの帯域に、４次のフィルタを施すことにより呼吸成分と心拍成分に分離している。サンプリング周波数は２００Ｈｚで分解能は１２ｂｉｔである。

また、エアクッション２００から得られる生体信号との相関性をとるため、各被験者には、左人差し指に光学式指尖脈波計を装着して指尖容積脈波を測定すると共に、胸部に歪式呼吸測定器を装着して呼吸の測定を行った。測定されたデータを処理し、指尖脈波計から心拍のスペクトル波形と歪式呼吸測定器から呼吸のスペクトル波形を得た。なお、腰部における生体信号センシングの事前検証として左腰腸肋筋部に電極を貼り付けて筋電位を計測し、指尖脈波との比較を行ったところ、図２４（ａ），（ｂ）に示したように、ともに１．２Ｈｚにおいてピークの位置が一致していた。このことは、脈波が筋繊維上の活動電位に影響を与えていることによるものと言え、腰部からの脈波成分の検出が可能であると考えられる。

図２５（ａ）は、指尖脈波計とエアクッション２００から採取した指尖脈波と腰部脈波の時系列波形の比較であり、図２５（ｂ）は、歪式呼吸測定器と腰部呼吸の時系列波形の比較である。図２６（ａ）は、指尖脈波計とエアクッション２００から採取した指尖脈波と腰部脈波の時系列波形の周波数解析の比較であり、図２６（ｂ）は、歪式呼吸測定器と腰部呼吸の時系列波形の周波数解析の比較である。図２５（ａ），（ｂ）では脈波と呼吸はピークの数がともに一致しており、図２６（ａ），（ｂ）では、脈波と呼吸のピークの位置がともに一致しており、腰部からの生体信号検出は可能であった。これは、被験者２０名全員に当てはまり、朝、昼、夕方の実験時間帯のいずれにおいても一致した。

図２７は、シートバック部のリクライニング角度を、８度、１１度、１５度と変化させ、それぞれについて骨盤後部をシートバック部につけた深い着座姿勢と、シートバック部と骨盤後部との間に隙間をおいて座った浅い着座姿勢の場合におけるエアクッション２００の各出力結果である。細線が腰部脈波であり、太線が腰部呼吸である。着座姿勢の影響により、エアクッションを加圧する圧力が変化することから波形の振幅はリクライニング角度によって異なるものの、脈波数と呼吸数はいずれのリクライニング角度でも良好に捉えている。以上の結果より、静的着座条件下においては、エアクッションを用いての腰部脈波と腰部呼吸のセンシングは、着座姿勢が変化しても検出可能であることがわかった。

（試験例２）
次に、上記座席構造１００を加振機にセットし、５Ｈｚでのスポット加振を行った状態で、試験例１と同様に、脈波成分及び呼吸成分の検出を行った。図２８は５Ｈｚスポット加振の場合におけるエアクッションから得られた脈波成分・呼吸成分の結果である。図２８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ脈波時系列波形、脈波スペクトル波形、呼吸時系列波形、呼吸スペクトル波形の比較を示している。図２８（ａ）の指尖脈波と腰部脈波成分の時系列比較については、特徴的なピークの数が一致しており、図２８（ｂ）においても０．９Ｈｚで一致している。しかし、図２８（ｂ）の０．４Ｈｚから０．８Ｈｚ、１．２Ｈｚから１．６Ｈｚの帯域において不要な成分が現れている。本来、５Ｈｚにおいて加振すると存在しない帯域であるにもかかららず、このように存在していることは入力振動によって誘発される人とシートの運動成分によるものと考えられる。図２８（ｃ）の歪式呼吸測定器と腰部呼吸成分の時系列比較においても、特徴的なピークの数が一致しており、図２８（ｄ）のスペクトル波形で比較しても０．２５Ｈｚで一致している。エアクッションから得られた脈波成分と呼吸成分をスペクトル波形において比較すると、それぞれ校正器（光学式指尖脈波計、歪式呼吸測定器）との一致度合いから呼吸成分抽出が容易に行えるということが分かる。この実験において脈波および呼吸は被験者３名中３名とも検出可能であった。

（試験例３）
次に、加振機をランダムに加振させて試験を行った。図２９は、ランダム加振実験結果であり、図２９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ脈波時系列波形、脈波スペクトル波形、呼吸時系列波形、呼吸スペクトル波形の比較を示している。図２９（ａ）の指尖脈波と腰部脈波の時系列比較においては、ピークの一致点が５箇所存在しており、図２９（ｂ）においても１．３Ｈｚで一致している。しかし、図２８（ａ）で示した５Ｈｚ加振の場合と比較すると感度は低くなっている。これはシート座面と被験者の運動により、エアクッションに圧力変動が生じ、図２９（ｂ）の灰色領域の不要な部分が、図２８（ｂ）の灰色領域より大きくなっているためである。エアクッションを配置している腰部箇所に入力される加速度が、図３０に示したように、５Ｈｚを中心として正規分布状に広範囲の周波数帯域に広がっているためであると考えられる。図２９（ｃ）において示している歪式呼吸測定器と腰部呼吸成分の結果においてもピークの一致点は存在しているが、 ５Ｈｚ加振の場合より感度は低くなっている。これは、図２９（ｄ）の灰色領域からも分かる。呼吸の場合も脈波と同様にエアクッションへの圧力変動の影響が考えられる。

図３１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２３のエアクッションからセンシングされた脈波・呼吸成分から後処理としてデジタルフィルタを適用した時系列波形の比較である。脈波成分のフィルタ領域は、図２９（ｂ）中の灰色領域、呼吸成分のフィルタ領域は図２９（ｄ）中の灰色領域をそれぞれカットしたものである。図３１（ａ）の脈波比較からはピークの一致度が向上し、同様に、図３１（ｂ）の呼吸比較からもピークの一致度が向上する良好な結果が得られた。デジタルフィルタ後においては、脈波及び呼吸は３名中３名が検出可能であった。

（試験例４）
次に、３０〜４０歳代の被験者３名により、上記座席構造１００に着座させ、エアクッション（エアパックセンサ）の圧力変動から、飲酒しているか否かを判定できるかどうかの試験を行った。比較用の生体信号として，指尖容積脈波（株式会社アムコ製フィンガークリッププローブSR-5C）、呼吸センサー（日本光電工業株式会社製呼吸ピックアップTR-751T）、レーザー血流計（株式会社サイバーファーム製レーザー血流計CDF-2000）、心電計（日本光電工業株式会社製心電計ECG-9122）、呼気アルコール濃度（アルコール検出器CA-2000）の計測も行った。

被験者には、あらかじめ飲酒実験とは別の日にエタノールパッチテストを行い、３名とも活性型（ＮＮ型）であることを確認した。なお、被験者の体重及び身長は、被験者Ａが体重５８ｋｇ、身長１６６ｃｍ、被験者Ｂが体重６８ｋｇ、身長１７８ｃｍ、被験者Ｃが体重７０ｋｇ、身長１６７ｃｍである。エアクッション（エアパックセンサ）と上記した比較用センサーによる生体信号の計測は、飲酒前に３０分間の計測を１回行い、その後、飲酒（日本酒：アルコール１５度、１合：１８０ｍｌ）をして、飲酒後に最も血液中のアルコール濃度が高くなるとされている２０〜５０分後の３０分間に１回目の計測を行った。 その後、時間経過による変化を見るために、一定時間を空けて９０〜１２０分後、１６０〜１９０分後の３回、計４回測定を行った。また生体信号の計測前、計測後にそれぞれ呼気中のアルコール濃度を測定した。呼気中アルコール濃度の計測結果を図３２に示す。なお、この値は３回の計測を行った平均値を示している。

本出願人は、上記のように、既に、入眠予兆現象や疲労度を捉えたアルゴリズムを提案している（ＷＯ２００５／０９２１９３号公報、ＷＯ２００５／０３９４１５号公報等）。ここに、入眠予兆現象は、疲労による恒常性維持機能のバランスの変動、特に交感・副交感神経のせめぎあいによるゆらぎ中で作られる遷移状態（釣り合い状態）をいい、この状態からさらに疲労が進行することで、釣り合い状態が崩れ、睡眠に至る。一方、飲酒の前後では、外的刺激であるエタノールに生体の恒常性維持機能が対抗し、入眠予兆現象のときに生じるような一次的なバランスの変動が生じる。そこで、本出願人は、入眠予兆現象を捉えたアルゴリズムが適用できると考えた。

図３３に、指尖容積脈波の傾き時系列解析から得られた飲酒時における代謝度（上記公報では「疲労度」と定義）を示す。飲酒直後の１２００〜３０００秒間の際に呼気アルコール濃度の高かった被験者Ａ、Ｂの代謝度が大きく上昇している。この状態は活性状態を示す。一方、道路交通法施行令第４４条の３によると呼気１リットルにつき０．１５ｍｇの呼気アルコール濃度は、血液中１ｍｌにつき０．３ｍｇに相当するとされている。被験者Ａ，Ｂは、この時間帯の呼気アルコール濃度から、ほろ酔い期に相当すると考えられ、脈拍数、呼吸数の増加が生じている段階であり、被験者の体に負担がかかり代謝度が増加したと考えられる。いわゆる肉体疲労の進行が早い状態である。被験者Ｃは呼気アルコール濃度から、血中アルコール濃度は低く、爽快期に当たると考えられ、代謝度の著しい増加もなく、肉体的疲労の大幅な増加が抑えられている。ところが被験者Ａ，Ｂ共に３０００秒の時点で代謝度の傾きが小さくなっている。これは飲酒による抑制の解除期に入ったものと考えられる。被験者Ｃには５４００〜７２００秒の間で若干の乱れが生じているが、大幅の疲労の増加とは考えにくく、恒常性維持機能のゆらぎと捉えて良いと考える。

図３４に指尖容積脈波（図３４（ａ））とエアパックセンサ（図３４（ｂ））から得られた脈波のFFT周波数解析によるパワースペクトルを示す。飲酒前と比較して飲酒後には主たるパワースペクトルの周波数が高周波側にシフトしているのがわかる。なお、指尖容積脈波とエアパックセンサによる脈波のパワースペクトルの大小の差は、血液のゆらぎを見ているか、脈波に連動する筋力の変動を見ているかの差と考える。すなわち、エアパックセンサの場合には、筋肉の動きを介して空気圧変動を検出しているため、飲酒後における筋肉が弛緩している状態では、飲酒前における筋肉の状態（飲酒後よりも相対的に緊張している状態）と比較して、空気圧変動が伝わりにくい。従って、エアパックセンサの場合には、筋肉を介することで、飲酒前後の差が顕著に現れ易いと考えられる。相対的にまた呼気アルコール濃度の低下に伴って、飲酒前の周波数に近づいているのがわかる。図３４は被験者Ａの場合を示しているが、被験者Ｂ、Ｃでも同様の傾向を示した。

図３５に心電計より得られた心拍数の変動を示す。飲酒前（−３０００〜−１２００秒間）と比較して、飲酒後（１２００〜３０００秒間）に心拍数は上昇しており、脈波の周波数解析結果と同様の傾向が見て取れる。

図３６に指尖容積脈波から得られたパワー値の傾き時系列解析の周波数分析結果を示す。図３４の脈波の原波形周波数解析と同じく飲酒によって主たるパワースペクトルの周波数が上昇の傾向を示しているのがわかる。また飲酒後の呼気アルコール濃度が高い、１２００〜３０００秒間の計測の間はほろ酔い期にあったと考えられる被験者Ａ，Ｂの主たるパワースペクトルは、飲酒前と比較してゆらぎが大きくなっている。ここで恒常性維持機能のせめぎ合いが見てとれる。他の被験者もパワースペクトルの絶対値の差があるが、飲酒前後の関係は同じ傾向を示した。

図３７に被験者Ａの指尖容積脈波のカオス解析から得られた最大リアプノフ指数の傾き時系列解析の周波数分析結果を示す。最大リアプノフ指数は、軌道不安定性についての指標であり、小さい場合は精神的にリラックスした状態を示し、大きいことは適応力、緊張、集中力が高い状態であるといわれている 。飲酒直後にはほろ酔い期にある被験者Ａは、最大リアプノフ指数のゆらぎが小さくなり、リラックス状態にあるといえる。一方、図３８はエアパックセンサのパワー値傾き時系列波形の周波数解析は、非飲酒と飲酒の状態の差が明確で、かつ有意な差が見られる。そして、図３９に示すエアパックセンサの最大リアプノフ指数傾き時系列波形の周波数解析で、非飲酒と飲酒で段階的な機能低下の現象が見られる。このエアパックセンサから採取した腰部生体信号の傾き時系列波形による解析は非飲酒、飲酒の区別がつけやすいものとなった。

また、エアパックセンサを左右背筋部のいずれに対応する位置に配設した方が感度よく検出できるか、背部筋電を測定することにより筋電図を作成し、飲酒前後におけるその周波数分析を行ったところ、図４０の結果が得られた。すなわち、左背筋部は右背筋部に比べて、筋電図に現れている波形の振幅が３倍近く大きく、振幅の強さは心臓の距離に依存しており、左背筋部の方が検出しやすいことがわかった。

さらに、被験者Ａについて、上記飲酒試験を行ったときとサーカディアンリズムが同じになるように、飲酒試験の測定日と同じ時刻において、非飲酒状態で指尖容積脈波を測定し、同じ時刻におけるパワー値の傾き時系列、最大リアプノフ指数の傾き時系列を求め、さらに、それらについて周波数分析を行った。いずれも着座状態で試験を行い、飲酒による被験者Ａの疲労への影響を調べた。

図４１（ａ）は、非飲酒時のパワー値傾きの時系列波形の周波数分析を示し、図４１（ｂ）は、非飲酒時の最大リアプノフ指数傾きの時系列波形の周波数分析を示し、図４１（ｃ）は、飲酒時のパワー値傾きの時系列波形の周波数分析を示し、図４１（ｄ）は、非飲酒時の最大リアプノフ指数傾きの時系列波形の周波数分析を示す。また、代謝度（疲労度）を図４２に示す。

これらの図から、非飲酒時と飲酒時を比較すると、顕著な差が生じるのは、飲酒直後の２０〜５０分の間であった。図４３に示したように、心拍数もこれらと併せて測定していたが、飲酒後に心拍数が上がったタイミングと一致していた。従って、飲酒の有無は心拍変動で有意な差があり、上記の手法によってこれを捉えることにより飲酒の有無を検出できることがわかった。そして、図３４に示したように、エアパックセンサを用いた場合には、心拍変動を筋肉の動きを介して検出できるため、飲酒前後の差を指尖容積脈波よりも顕著に検出できる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る座席構造を示す概略斜視図である。 図２は、図１に背部用クッション材を配設した座席構造を示す概略斜視図である。 図３は、図１及び図２の座席構造を下方から見た図である。 図４（ａ）、（ｂ）はクッションパンの一例を示す図である。 図５（ａ）、（ｂ）はクッションパンの他の例を示す図である。 図６（ａ）は、シートクッション部の一例を示す分解図であり、（ｂ）は断面図である。 図７は、シートクッション部の他の例を示す分解図である。 図８は、第１の実施形態に係る座席構造の非着座時における正面図である。 図９は、図８の一点鎖線に沿った断面図である。 図１０は、第１の実施形態に係る座席構造の着座時における正面図である。 図１１は、図１０の一点鎖線に沿った断面図である。 図１２は、第１の実施形態に係る座席構造において、腰部（骨盤）をシートバック部の下部付近につけてアップライト姿勢で着座した状態を示す図である。 図１３は、第１の実施形態に係る座席構造において、シートバック部を若干後方にリクライニングさせた状態で、腰部（骨盤）をシートバック部の下部付近に押し付けたまま、足を前方に投げ出して着座した状態を示す図である。 図１４は、第１の実施形態に係る座席構造において、シートバック部を若干後方にリクライニングさせた状態で、座骨結節を前方にずらして、足を前方に投げ出して着座した状態を示す図である。 図１５（ａ），（ｂ）は、クッションパンの支持方法及び作用を説明するための図である。 図１６は、図の右からアップライト姿勢、シートバック部をリクライニングさせて臀部を後方に押し付けて足を投げ出した姿勢、シートバック部をリクライニングさせた上で、臀部を前方にずらして足を投げ出した姿勢をとった場合を並べて示した図である。 図１７は、本発明の第２の実施形態に係る座席構造を説明するための斜視図である。 図１８は、図１７の座席構造にクッションパンを設けた状態を示す斜視図である。 図１９は、背部用クッション材の構成を説明するための図である。 図２０（ａ）、（ｂ）は、背部用クッション材配設フレームの作用を説明するための図である。 図２１（ａ）、（ｂ）は、第２の実施形態に係る座席構造の作用を説明するための図である。 図２２は、第２の実施形態に係る座席構造に、生体信号検出装置として荷重検知装置を設けた図である。 図２３は、第２の実施形態に係る座席構造に、生体信号検出装置としてエアクッション（エアパックセンサ）を設けた図である。 図２４（ａ），（ｂ）は、指尖脈波と左腰腸肋筋部に電極を貼り付けて筋電位との検出信号の比較データを示した図である。 図２５（ａ）は、指尖脈波計とエアクッションから採取した指尖脈波と腰部脈波の時系列波形の比較であり、図２５（ｂ）は、歪式呼吸測定器と腰部呼吸の時系列波形の比較である。 図２６（ａ）は、指尖脈波計とエアクッションから採取した指尖脈波と腰部脈波の時系列波形の周波数解析の比較であり、図２６（ｂ）は、歪式呼吸測定器と腰部呼吸の時系列波形の周波数解析の比較である。 図２７は、シートバック部のリクライニング角度を、８度、１１度、１５度と変化させ、それぞれについて骨盤後部をシートバック部につけた深い着座姿勢と、シートバック部と骨盤後部との間に隙間をおいて座った浅い着座姿勢の場合におけるエアクッションの各出力結果である。 図２８は５Ｈｚスポット加振の場合におけるエアクッションから得られた脈波成分・呼吸成分の結果であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ脈波時系列波形、脈波スペクトル波形、呼吸時系列波形、呼吸スペクトル波形の比較を示す。 図２９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ脈波時系列波形、脈波スペクトル波形、呼吸時系列波形、呼吸スペクトル波形の比較を示す図である。 図３０は、エアクッションを配置している腰部箇所に入力される加速度を示す図である。 図３１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２３のエアクッションからセンシングされた脈波・呼吸成分から後処理としてデジタルフィルタを適用した時系列波形の比較を示した図である。 図３２は、計測前後における呼気中アルコール濃度の計測結果を示す図である。 図３３は、指尖容積脈波の傾き時系列解析から得られた飲酒時における代謝度を示す図である。 図３４は、指尖容積脈波（ａ）とエアパックセンサ（ｂ）から得られた脈波のFFT周波数解析によるパワースペクトルを示す図である。 図３５は、心電計より得られた心拍数の変動を示す図である。 図３６は、指尖容積脈波から得られたパワー値の傾き時系列解析の周波数分析結果を示す図である。 図３７は、被験者Ａの指尖容積脈波のカオス解析から得られた最大リアプノフ指数の傾き時系列解析の周波数分析結果を示す図である。 図３８は、エアパックセンサのパワー値傾き時系列波形の周波数解析を示す図である。 図３９は、エアパックセンサの最大リアプノフ指数傾き時系列波形の周波数解析を示す図である。 図４０は、背部筋電を測定して筋電図を作成し、飲酒前後における周波数分析を行った図である。 図４１（ａ）は、非飲酒時のパワー値傾きの時系列波形の周波数分析を示し、図４１（ｂ）は、非飲酒時の最大リアプノフ指数傾きの時系列波形の周波数分析を示し、図４１（ｃ）は、飲酒時のパワー値傾きの時系列波形の周波数分析を示し、図４１（ｄ）は、非飲酒時の最大リアプノフ指数傾きの時系列波形の周波数分析を示す図出る。 図４２は、代謝度（疲労度）を示す図である。 図４３は、心拍数の測定結果を示す図である。

符号の説明

１，１００ 座席構造
１０，１１０ シートクッション部
１１，１１１ 基台フレーム
１２，１１２ 前リンク部
１３，１１３ 後リンク部
１５，１１５ 前部フレーム
１６，１１６ 後部フレーム
１７，１１９，１３８ｄ トーションバー
１８，１１８ クッションパン
１８ｂ，１８ｃ，１１８ｂ 孔部
２０ 座部用クッション材
３０，１３０ シートバック部
３１，１３１ 樹脂カバー
３２，１３２ ベースフレーム
３４，１４０ 背部用クッション材配設フレーム
４０，１５０ 背部用クッション材
４５，１４５ コイルスプリング

Claims (34)

1. 背部用クッション材を配設するために設けられる背部用クッション材配設フレームを、背部用クッション材への負荷変動に伴って変位可能に支持する背部用弾性支持機構を備えたシートバック部と、
   座部用クッション材を配設するために設けられる座部用クッション材配設フレームを、座部用クッション材への負荷変動に伴って変位可能に支持する座部用弾性支持機構を備えたシートクッション部と
   を有してなることを特徴とする座席構造。
2. 前記背部用クッション材配設フレームが可撓性を有する材料からなり、前記背部用弾性支持機構の一部を構成しており、
   前記背部用クッション材の上部付近を後方へ押圧する負荷変動により、前記背部用クッション材配設フレームの上部付近が後方に変位し、
   前記背部用クッション材の下部付近を後方へ押圧する負荷変動により、該背部用クッション材を介して該背部用クッション材配設フレームの上部付近が前方に変位する構成であることを特徴とする請求項１記載の座席構造。
3. 前記背部用クッション材配設フレームは、前記背部用クッション材の上部付近を後方へ押圧する負荷変動により、その上部付近が後方に変位すると共に、その下部付近が前方に変位する構成であることを特徴とする請求項２記載の座席構造。
4. 前記背部用クッション材配設フレームは、腰部対応付近に高剛性部が設けられ、この付近を支点にして前後に変位可能であることを特徴とする請求項２又は３記載の座席構造。
5. 前記シートバック部は、
   樹脂カバーと、
   前記樹脂カバーの内側に固定されるベースフレームと、
   前記背部用クッション材配設フレームと
   を備えてなり、
   前記背部用クッション材配設フレームは、上辺部が前記樹脂カバーに対して前方に離間して設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の座席構造。
6. 前記樹脂カバーと該樹脂カバーに固定されて一体化されたベースフレームとの組み合わせと、前記背部用クッション材配設フレームとは、異なる弾性を有し、背部用クッション材配設フレームの弾性が、前記樹脂カバーと該樹脂カバーに固定されて一体化されたベースフレームとの組み合わせの弾性よりも低いことを特徴とする請求項５記載の座席構造。
7. 前記ベースフレームの上部側に、前記背部用弾性支持機構の一部となるバネ部材が設けられ、前記背部用クッション材配設フレームの上辺部が該バネ部材によって弾性的に支持されていることを特徴とする請求項５記載の座席構造。
8. 前記シートバック部は、
   ベースフレームと、
   前記ベースフレームの上部付近及び下部付近にそれぞれに配設される上リンク部及び下リンク部を有する平行リンク機構と
   を備えてなり、
   前記背部用クッション材配設フレームは、その上部付近が前記平行リンク機構の上リンク部に、下部付近が下リンク部にそれぞれ連結されて配設され、
   前記背部用弾性支持機構は、前記上リンク部の回転中心と下リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーを備えてなることを特徴とする請求項１記載の座席構造。
9. 前記平行リンク機構の上リンク部及び下リンク部は、それらに支持される前記背部用クッション材の位置が、加重時において斜め後上方に変位し、抜重時において斜め前下方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項８記載の座席構造。
10. 前記背部用クッション材の下部に、下端が任意のフレームに係合されたコイルスプリングの上端が係合されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に記載の座席構造。
11. 前記コイルスプリングは、腰部対応付近に上下方向に沿って配設されており、負荷変動に追随して、下端を中心としての前後揺動と、伸縮とが生じるようになっていることを特徴とする請求項１０記載の座席構造。
12. 前記背部用クッション材の略中央部に上端が係合され、下端が前記コイルスプリングの前面を被覆するように設けられると共に、上端側よりも下端側の厚みが厚い背部用補助クッションを備えていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の座席構造。
13. 前記シートクッション部は、
    基台フレームと、
    前記基台フレームの前部付近及び後部付近にそれぞれに配設される前リンク部及び後リンク部を有する平行リンク機構と
    を備えてなり、
    前記座部用クッション材配設フレームは、前記平行リンク機構の一対の前リンク部間に配設された前部支持フレームと、後リンク部間に配設された後部支持フレームとを備えてなり、
    前記座部用弾性支持機構は、前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーを備えてなることを特徴とする請求項１記載の座席構造。
14. 前記平行リンク機構の前リンク部及び後リンク部は、それらに支持される前部支持フレーム及び後部支持フレームの位置が、加重時において斜め前下方に変位し、抜重時において斜め後上方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項１３記載の座席構造。
15. 前記前部支持フレーム及び後部支持フレームに支持され、前記座部用クッション材の下部に、座部用クッション材を支持するための可撓性を備えたクッションパンが配設されており、
    該クッションパンには、少なくとも座骨結節に対応する位置を含む部位に孔部が形成されていることを特徴とする請求項１４記載の座席構造。
16. 前記クッションパンには、前記前部支持フレームに係合する前部係合部と、前記後部支持フレームに係合する後部係合部とを備え、伸脚姿勢時に前縁部を押圧する荷重が働くと、前記前部支持フレームを中心として臀部側が上方に浮き上がるように回動するように設けられていることを特徴とする請求項１５記載の座席構造。
17. 前記前部係合部は、前記前部支持フレームを挟持可能に、前記クッションパンから下方に突出された一対の板バネから構成され、
    前記後部係合部は、クッションパンの下面に接合される基板部から、一端下方に屈曲された後、さらに後方に屈曲された折り曲げ部を備えた板バネから形成され、折り曲げ部を前記後部支持フレームの下側に差し込み、該後部支持フレームを折り曲げ部とクッションパンの下面との間で挟持する構成であることを特徴とする請求項１６記載の座席構造。
18. 前記後部係合部が係合する前記後部支持フレームは、背部用クッション材と座部用クッション材との境界部よりも前方８０〜２００ｍｍの範囲となるように設けられていることを特徴とする請求項１７記載の座席構造。
19. 前記クッションパンの孔部は、座骨結節に対応して左右一対形成されていることを特徴とする請求項１５記載の座席構造。
20. 前記左右一対の孔部の組が、クッションパンの前後方向に、所定間隔おきに複数組形成されていることを特徴とする請求項１９記載の座席構造。
21. 前記各孔部の直径が６０〜１２０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１９又は２０記載の座席構造。
22. 前記クッションパンの孔部は、一対の座骨結節に対応する部位を含む面積以上の大きさの一つの孔部からなることを特徴とする請求項１５記載の座席構造。
23. 前記孔部は、クッションパンの前後方向の長さで６０〜３５０ｍｍの範囲、左右方向の長さで１６０〜３５０ｍｍの範囲の略四角形状であることを特徴とする請求項２２記載の座席構造。
24. 前記座部用クッション材は、前記孔部の周辺部において該クッションパンと固定されていることを特徴とする請求項２２又は２３記載の座席構造。
25. 前記クッションパンの孔部の周辺部に、剛体が設けられていることを特徴とする請求項２４記載の座席構造。
26. 前記クッションパンは、合成樹脂材料と、該合成樹脂材料に一体化され、剛性を付与する４軸織物、２軸織物又は不織布のうちのいずれか少なくとも一つとの組み合わせからなることを特徴とする請求項１５〜２５のいずれか１に記載の座席構造。
27. 前記平行リンク機構を構成する前リンク部及び後リンク部は、クッションパンを支持した際に、該クッションパンの無負荷時の座角が０度〜１０度の範囲となるように設けられていることを特徴とする請求項１３〜２６のいずれか１に記載の座席構造。
28. 前記クッションパンに支持される座部用クッション材の座面の座角が、０度〜１０度の範囲、１０度〜２０度の範囲、又は２０度〜３０度のいずれかの範囲で設定されていることを特徴とする請求項２７記載の座席構造。
29. 前記座部用クッション材は、少なくとも、ベースクッション、中間クッション材、及びアッパークッションが積層された構造であることを特徴とする請求項１３〜２８のいずれか１に記載の座席構造。
30. 前記ベースクッションとアッパークッションが三次元立体編物から形成されていることを特徴とする請求項２９記載の座席構造。
31. 前記ベースクッションとアッパークッションのうち、少なくともベースクッションが２次元の織物、不織布又は帆布から選ばれ、該ベースクッションがクッションパンに部分的に接合されて配設されていることを特徴とする請求項２９記載の座席構造。
32. 前記中間クッション材は、厚み方向にカットされたカット面を備えることを特徴とする請求項２９記載の座席構造。
33. 前記中間クッション材は、カット面を境として物性の異なるものが用いられていることを特徴とする請求項３２記載の座席構造。
34. 生体信号検出装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１に記載の座席構造。

Images