斬新な竹製シート椅子とその座り心地への影響

A novel bamboo sheet chair and its influence on sitting comfort.

• Fangcheng Yuan
• Yong Guo
• Yunjiao Shi
• Kaiting Zhang
• Zhenzhen Zhu
• Yuxia Chen

抄録

実験の背景:

今日の経済社会では、労働者が座位で過ごす時間がますます長くなっており、椅子のデザインに対する科学的な関心が高まっています。本研究では、体圧分布試験を用いて、ユニークな構造的特徴を持つ新しい竹製椅子を他の一般的に使用されている椅子と比較した。また、竹製シート椅子の物理的特性と快適性を研究し、一般的なシートデザインのための科学的理論的基礎を提供した。

Background: In today's economy, workers spend increasingly more time in seated positions, leading to a growing scientific interest in chair design. In this study we used body pressure distribution tests to compare a novel bamboo chair with unique structural features to other commonly-used chairs. We studied the bamboo sheet chair's physical characteristics and comfort to provide a scientific theoretical basis for common use seat design.

方法:

本研究には25名の被験者(男性14名、女性11名)が参加した。被験者は、身長、体重、肩幅、腰幅、腰幅、骨盤の高さ、臀部-骨盤の長さ、臀部-腹部の深さを含む身体特性パラメータに応じて6つのグループに分けられ、男性は3グループ、女性は3グループであった。各被験者には、３種類の実験椅子を用いて３分間、所定の体圧試験を実施してもらい、主観的な快適性評価も実施した。圧力指数は、座パンおよび背もたれから測定し、MATLAB 2015bを用いて計算し、主に最大圧力（）、平均圧力（）、圧力指数（）および接触面積指数（）を算出した。実験では、0.67kPa、4.00kPa、9.33kPaの3つの圧力閾値と4つの接触面指数を用いて、人と椅子の接触面積を反映させた。

Methods: A total of 25 (14 male and 11 female) subjects participated in the study. Subjects were divided into six groups according to their body characteristics parameters included stature, weight, shoulder breadth, hip breadth, waist width, popliteal height, buttocks-popliteal length, and buttock-abdomen depth, with three groups for males and three groups for females. Each subject was required to complete specified body pressure tests for three different experimental chairs for three minutes and subjective comfort evaluations were also administered. The pressure indexes were measured from the seat pan and backrest and calculated with MATLAB 2015b, which mainly included maximum pressure (), average pressure (), pressure exponent () and contact area index ( ). Three pressure threshold limits of 0.67 kPa, 4.00 kPa and 9.33 kPa and four contact surface indexes were used in the experiment to reflect the contact area between human and chair.

結果:

竹製シート椅子の中〜高閾値圧力範囲における背もたれ（52.96±32.94cm）とシートパン（307.75±90.31cm）の接触面積、および高閾値圧力範囲における背もたれの接触面積（4.34±5.95cm）は、一般的なオフィスチェアの対応する指標（81.430 ± 45.04cm =0.00; 394; ± 45.04cm）よりも小さかった。95 cm）は，一般的なオフィスチェアの対応する指数（それぞれ 81.430 ± 45.04 cm, =0.00，394.39 ± 98.99 cm, =0.02，13.54 ± 12.00 cm, =0.00）よりも小さかった．圧力指数（2.68±0.88kPa）、最大圧力（6.66±2.05kPa）、平均圧力（2.42±0．59 kPa）の値も、竹製シート椅子の背もたれの値は、オフィスチェアの値（4.32±1.62 kPa, =0.00、10.50±3.88 kPa, =0.00、3.43±0.97 kPa, =0.00）よりも低いことがわかった。シートパンにかかる平均圧力は、すべての被験者で4kPa以上であったが、BMI（body mass index）が27.48の男性被験者では、シートパンにかかる平均圧力は9.33kPa以上であった。

Results: The contact areas in the backrest (52.96 ± 32.94 cm) and seat pan (307.75 ± 90.31 cm) in the middle-to-high threshold pressure range, and the contact areas of the backrest (4.34 ± 5.95 cm) in the high threshold pressure range of bamboo sheet chair were smaller than the corresponding indexes of the common office chair (81.430 ± 45.04 cm,  = 0.00; 394.39 ± 98.99 cm,  = 0.02; 13.54 ± 12.00 cm,  = 0.00, respectively). The pressure index (2.68 ± 0.88 kPa), maximum pressure (6.66 ± 2.05 kPa), and average pressure (2.42 ± 0.59 kPa) values of the bamboo sheet chair backrest were also found to be lower than those of the office chair (4.32 ± 1.62 kPa,  = 0.00; 10.50 ± 3.88 kPa,  = 0.00; 3.43 ± 0.97 kPa,  = 0.00, respectively). The average pressure on the seat pan was greater than 4 kPa for all subjects, while the average pressure on the seat pan was greater than 9.33 kPa for male subjects with a body mass index (BMI) of 27.48.

考察:

その結果、竹製シートチェアの背もたれとシートパンの中圧から高圧の閾値範囲内での接触面積は、オフィスチェアに比べて小さく、竹製シートチェアが圧力を緩和するのに有効であることが示された。シートの機能サイズを設計する際には、人体の特性を考慮する必要がある。臀部と板状体の長さ、体重、体重指数、体型、体重分布は、すべて人間と椅子の界面における体圧の分布に重要な影響を与える。

Discussion: The bamboo sheet chair's contact areas within the middle-to-high and high-pressure threshold ranges of the backrest and seat pan were smaller than those of the office chair, indicating that the bamboo sheet chair is effective at relieving pressure. Human body characteristics must be considered in the design of seat functional size. Buttocks-popliteal length, weight, body mass index, body shape and weight distribution, all have important effects on the distribution of body pressure at the human-chair interface.

©2020 Yuan et al.