座圧センサーとしての用途や活用方法を解説
~NISSHAの摩擦・せん断力センサー~

座圧測定をする際には、一般的に垂直方向の力を測定できるセンサーを使用します。一方で、NISSHAは座圧測定に利用できる摩擦・せん断力センサーを開発しており、座面にかかる垂直方向の力(圧力)だけでなく、座面と腰の間の横ずれの力(せん断力)も測定することが可能です。

この記事では、測定した座圧データがどのように使われるかについて解説します。また摩擦・せん断力センサーを用いた座圧測定の具体的な事例についても、あわせて紹介します。

座圧を測定することで得られるデータは、以下の用途に活用できます。

・椅子の素材や形状の検討
・着座姿勢の改善
・褥瘡(じょくそう)の回避

それぞれの項目に対して、座圧の測定データがどのように活用されるのか解説します。

椅子の素材や形状の検討

座圧測定データは、椅子の素材や形状の検討に活かすことができます。
椅子は、それぞれ目的に合わせた特徴を実現するために素材や形状を検討します。この検討を進める際、特徴を可視化するために座圧データが役立ちます。

座圧は、座り心地に大きな影響を与える要素です。その分布によって、座った際の感覚や長時間座り続ける際の負担などが左右されます。
座圧をデータで明確に確認できる状態にすることで、椅子の座面形状や素材を変更した際に、座面にどのように圧力がかかるか測定できるため、根拠に基づいた設計が可能です。

着座姿勢の改善

座圧を把握することは着座姿勢の改善にも効果的です。
椅子に座る際の姿勢が悪いと身体に歪みが生じ、腰痛や肩こり、首痛などを引き起こす可能性があります。このような症状につながる着座姿勢を改善するためには座圧の測定データが活用できます。

着座姿勢によって座圧データは変化するため、身体のどこに負荷が集中しているかを着座データから確認することが可能です。着座データを確認しながらであれば、さまざまな着座姿勢での身体への負担を可視化できるため、腰痛などを引き起こしにくい着座姿勢を効率的に見つけられます。

褥瘡(じょくそう)の回避

また、褥瘡の回避にも座圧測定データが役立ちます。
褥瘡とは、特定の箇所に体重が長時間集中することで血流が悪化することにより傷となってしまう現象です。褥瘡の原因は、車いすの日常的な使用や、ベッドでの寝たきりの生活などが挙げられます。

褥瘡の発生を回避するためには、圧力がどのように分布しているのかを確認し、その状態が長時間継続しないようにする必要があります。具体的には、圧力が分散するようなクッションや寝具の選定をするのが効果的です。こうした圧力分布の把握や、対策実施後の効果検証に座圧の測定が役立ちます。また、圧力が集中している時間を把握することで、一定時間以上経過した場合には姿勢を変えるなどの対策を取ることも可能です。

NISSHAの摩擦・せん断力センサー

NISSHAの摩擦・せん断力センサーでは、座圧の測定が可能です。一般的な座圧センサーは、座面にかかる圧力しか測定できませんが、NISSHAの摩擦・せん断力センサーは座面と腰の間のせん断力を測定できる点が、大きな特徴です。

例えば椅子の開発時に用いる場合、せん断力を測定できることで、背もたれにもたれた際や椅子に深く腰掛けた際などに、お尻にかかる力を確認できます。さまざまな座り方をした際に、椅子から受ける力の変化を確認することで、利用者の座り方に依らない快適な座面の材質・形状の開発につながります。

座圧測定の事例

ここで、NISSHAの摩擦・せん断力センサーを用いた3つの座圧測定事例を紹介します。

・硬い椅子に着座した際にかかるせん断力
・クッションに着座した際にかかるせん断力

硬い椅子に着座した際にかかるせん断力

木製で座面が硬い椅子に着座した場合、垂直方向の力に加えて、外側方向に放射状にせんだん力がかかっていることがわかります。一方で、内側方向へのせん断力はあまりかかっていないことが確認できます。

また、まっすぐ座っているつもりでも垂直方向の圧力、せん断力ともに左右差があることがわかります。また、今回の座り方の場合には、身体の前後方向に大きなせん断力がかかっていることを確認できるでしょう。

クッションに着座した際にかかるせん断力

クッションに着座した場合の座圧データを取得するため、センサーをクッションの下に入れて測定しました。センサーがクッションの下にあっても、圧力の分布を測定することは可能です。

クッションを置く前後の座圧データを比較すると、垂直方向の圧力はクッションにより分散されており、負荷の集中を避けられていることを確認できます。また、矢印の動きで示されたせん断力は座骨結節付近で放射状になっており、クッションがある場合とない場合で大きな違いはないことがわかります。


 
このように、硬い椅子やクッションなど、座面の違いにより垂直方向の力がどのように変化し、せん断力にどのような差が出るのか確認できます。これらの結果を元に、椅子を開発する際に必要となる材料や形状の選択をする際に活用できます。

今回の事例を含んだNISSHAの摩擦・せん断力センサーの活用事例集は、以下よりダウンロード可能です。座圧測定や足圧測定の事例を紹介していますので、ぜひ一度ご確認ください。

関連資料

3軸力覚の面内分布測定

摩擦・せん断力センサーの
製品カタログ/用途別事例集

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