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JP6588671B1 - 椅子用体重計 - Google Patents

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Abstract

【課題】オフィスでは、長時間の着座状態での姿勢が続く。職場環境、健康管理上にも問題が大きい。関心も高いところ。体重を測ることができれば健康管理にも役立つ。何とかならないか。【解決手段】4点支持の体重計を椅子に載せて測るとして、椅子に着座したときに両足を持ち上げれば尻荷重となり、それが体重となる。ただし、椅子には柔らかいクッションがあり、そのまま直接載せたのでは、食い込んで正確な値とはならない。そこで、4点支持の体重計の下に剛な平板を敷くこととすれば正確な体重となる。しかも時々刻々の体重変化を把握できる。年間を通した値の管理も容易できる。まさしく職場健康の管理、改善、向上につながるといえる。【選択図】 図1

Description

本発明は、椅子に着座したままで体重を測る椅子用体重計に関するものである。
オフィスでは、事務用椅子での着座姿勢が長時間続くため、職場環境の改善、健康管理上の課題は大きい。そのうちの健康管理では体重の管理が大切であることは言うまでもないところ。体重は1日の中でも変化する。この変化を感じ取ること、意識を持つことが健康管理のポイントである。体重の変化は体重計で測るのが慣習となっている。ところが、在宅中、家庭では体重計は浴室とか洗面所にあり、都度そこに移動して計測するのが慣習となっている。一方、会社勤めの人は、多くの時間を会社内で過ごすため体重を計測する機会、時間に恵まれていない。事務用の椅子に座った時間が長い。もちろん、体重計を持ち込み、机の横とか奥に置いていれば測れるが、都度立ち上がって計測するのも滑稽である。椅子に座れば体重は椅子と両足に分担される。少し両足を持ち上げれば全体重となる。そのとき、背もたれやひじ掛けからも離した両尻に全体重が載ったことを意識する必要がある。この場合、体重計は尻荷重体重計といえる。事務用の椅子に座りながら体重、時々刻々のその変化を計測、管理できれば、単調な仕事も楽しくなるというもの。先行技術として、特許情報プラットホームで「体重計」、「椅子」のキーワードで検索した結果、2件あり、そのうち特許文献1は、洗面化粧台の引き出し中に体重計を置くもので、明らか
に異なるものである。特許文献2は、車椅子用体重計で、体重計そのものに車椅子が載るもので明らかに異なる。
特開2007−167462 実登3117595
オフィスでは、事務用椅子での着座姿勢が長時間続き、職場環境、健康管理上の課題は大きい。関心も高いところである。体重は健康管理のバロメータである。多くの時間はそれさえも振り返る余裕がなく過ごしている。職場で体重を測るという概念が全くないに等しい。ところが、簡単に体重を測る方法があるならば、健康管理に即、役立てたいところ。体重は、両足を載せて測るという固定観念があるが、胡坐をかいて座っていても、載っていれば測れる。その状態で両足を上げても変わらず測れる。オフィスの椅子でこのことを利用すれば、体重計に両尻だけを載せれば良いことになる。ただし、両足が着床したままでは両尻と荷重分担するため正確な体重とならない。オフィスの椅子では、両足を曲げた状態で着座している。両足を床から離すこと、持ち上げることはわずかな努力、気づきで容易なことである。ただし、椅子の着座部は柔らかいクッションとなっていることが難点だ。椅子の下に体重計を置いて全重さを測り、椅子の重さを差し引けば体重になることは明白だが、大きな体重計を要する。解決しようとする課題は、椅子込みの重く大きな荷重でなく、両足を持ち上げ、背もたれ、ひじ掛けからも離し、椅子の着座面で支えることとする両尻にかかる体重を正確に測ることである。ところが、一般の体重計は、椅子の着座する面積よりかなり小さい。また、4点支持構造であり、ソファとかオフィスの椅子の中央が高くクッションのように柔らかいところでは、体重計が沈下し、体重計の底面が荷重を分担することで、4点に全荷重、全体重が伝達されず体重計の性能を満たさないといえる。一方、椅子の両サイドが高く中央部が低く、硬い会議室用のパイプ椅子などでは、体重計の一般的長さに比べて橋渡しの距離が長くて渡らないこと、たとえ長さが足りるとしても体重計の長すぎる空中区間の耐苛重性に不安がある。また着座部の両サイドの表面被覆材の弾力性で、体重計の支持点が沈下し不安定なこと、4支持点の集中荷重で椅子の表面被覆材を傷つけやすいことなどの問題点がある。そこでまず、体重計の上面には両尻が載る面積が最低必要である。次に、中央が盛り上がった高い椅子では、体重計の底面がそのクッションに呑み込まれないための大きな面積が必要である。両サイドが高く中央が低い椅子では、体重計は両サイドの橋渡しの長さと空中となる体重に耐える剛性が必要である。そして、いずれの場合でも体重計の精度の生命線である体重計の支持点を、不等沈下せず、安定して荷重分配ができるよう、剛に支える基盤が必要である。体重計の底面および4支持点は、椅子のクッション部に食い込まないよう、傾かないよう、かつ直接に接しないようにする必要がある。すなわち、体重計の4支持点のみで体重を受ける必要がある。そこで、クッションに食い込まないほどの大きめで剛な下敷きの平板を介して間接的に4支持点を支持することで、正確性と安定性が得られ解決できる。ここで、下敷きの平板が、4支持点の上からの荷重、あるいは下の椅子のクッションの反発を受けて、上に凸の逆そり状に変形すると正確な値、安定した値を提供できない。剛な平板とは、耐荷重性を有し、本来の体重計の精度を損なわない支持点部および中央部でのたわみ、逆そりを変形許容範囲にとどめた平板であり、イメージ的には台所にあるプラスチックまな板を大きくした程度で、それでその厚みで十分な強度があると考えられる。
一方、人は、同じ姿勢を保っているわけでない。4点支持の体重計と、支える平板とが上下の別構造となるので、支持点の位置がずれ、平板から外れる可能性、さらには上の体重計が椅子から滑り落ちやすいという課題も解決しなければならない。小さな移動量に対しては、平面方向の2方向の移動制限機能が有効である。上下方向にも離脱、落下防止の移動制限をする必要がある。これらは載荷時に荷重分担しないこと、精度に影響しないことが重要である。すなわち、上下方向の移動制限機能は、強い材料が介すると荷重分担して体重計が正確な値を表さず、小さめの値を表示してしまうということである。そこで、3次元方向に体重計の移動を制限できること、下方向の載荷時変位で荷重分担しない柔軟材とすることで課題が解決できる。
さらに、滑り落ち防止、落下防止の観点から、2重の安全装置を用意するとよい。3次元方向の移動制限装置は体重計の底板表面と平板表面に接着剤で接着させるとして、繰り返し使用や、経年劣化で化学的接着力が落ちること、想定外の力がかかることも考慮するとよい。そこで、鎖、ワイヤー、PC鋼線などで体重計の側面部、底板部などと下の平板とを物理的に連結しておくと2重安全装置となる。椅子用体重計はそのままの着座では硬いため、尻に敷くクッション、座布団を用意すれば快適性は維持できる。また、その厚み相当で着座面が高くなるが、椅子自体の高さ調整装置ネジ部で低くなるよう調整すればよい。言わずもがな、服装の荷重が入った計測値であることを承知しておかなければいけない。夏冬でその辺を誤差とおおらかに考えるか、さもなければ、自宅で着衣前後の体重を測り、値を調整、補正する必要がある。
こうしてみると、オフィスの既存の椅子でなくとも、新しい椅子では最初から座面の形に合わせて、フィットした椅子用体重計を作り出すことができる。体重50kgから80kgを標準として、その体重がかかった時の沈下量、椅子の座面の沈下形状、クッションの沈下時形状を予想、疑似して、平板をフィットした形状にした新しい椅子用体重計とすることができる。すなわち、両サイドが高い座面の椅子では、平板の中央が空中に浮いた状態となるところを、あらかじめその沈下分について平板の底を膨らませておくことができる。平板の底面を体重がかかった時の椅子の着座面にフィットするように加工した支持盤とすることができる。さらには、新品の事務用椅子に、この椅子用体重計を着座部内に内蔵した一体型事務用椅子体重計とすることも職場環境を一変させることができるといえる。
このような課題を解決するために、本願発明の椅子用体重計は、オフィス等の椅子に着座し、両足を持ち上げたときの尻荷重を体重として計測するものであって、4点支持の体重計とその4点を直下で支持する剛な平板とで構成されることを特徴とする。
剛な平板とは、耐荷重性を有し、本来の体重計の精度を損なわない支持点部での可撓性、変形許容範囲にとどめた平板で、基本形状は長方形状である。
また、本願発明の椅子用体重計は、前記4点支持の体重計が前記平板と離れて落下しないよう、また大きく移動しないように、前記4点支持の体重計と前記平板との間で3次元方向の移動制限機能を有し、前記移動制限機能は圧縮の鉛直方向には荷重分担しないとしたことを特徴とする。
また、本願発明の体重計内蔵型椅子は、前記4点支持の体重計とその下の前記剛な平板、または椅子本体の剛な底板で体重相当分を支持するものであって、椅子の着座部断面内に一体として内蔵したことを特徴とする。
また、本願発明の椅子用体重計、または体重計内蔵型椅子は、計測値を前記椅子用体重計、または体重計内蔵型椅子の外で表示することができることとし、パソコン、スマートフォンなどにデジタル表示ができることを特徴とする。
体重計に座ったままで体重が測れるので、長時間連続測定値が取れ、時々刻々と変化する値を知ることができる。普通の体重計は、一回一回体重計に乗らなければならない。すなわち、途切れた、瞬時の値であり、健康に気を使っている人でも1日に3回程度しか値を得られていない。本願発明では、長時間、かつ連続した値を苦もなく得られる。例えば8時間のうちの変化を観測するだけでも面白い。オフィスでは、事務用椅子での着座姿勢が長時間続き、職場環境、健康管理上の課題は大きいところ。この事務用椅子の体重計で、勤務時間内を利用して健康管理ができる。時々刻々の体重変化を意識できる。出社時、お茶前後、トイレ前後、昼食前後、コーヒータイム、おやつ前後、帰宅時などそのイベント前後の変化も面白い。昼食メニュ別で変化があるのも面白い。ダイエットとか、ジョギングなどで体重減に挑んでいる人には、解決策がひらめくかも知れない。イベント別、時間別、日別、週別、月別、年別など短期、長期の変化、効果、その値のグラフ化で、管理も苦にならず、継続も楽しい。健康管理が楽しくなる。足を上げること自体、知らず知らずに血行をよくしている。まさしく一石二鳥である。まるで別次元の時間が生み出されたようだ。単調、単純な仕事でも楽しみがあれば、苦にならず能率も上がる。最近の体重計は、電子信号で体重以外にも計測値が得られる。本願発明は、直接に足裏が載らないのでその電子信号の値も同時に得ることができるかどうかは不明であるが、尻が載ることでまた違う測定可能項目が増えることが期待できる。労使双方に健康管理、職場環境の改善、向上に資すること大である。また、新しい椅子に適用すると、あらかじめクッションの度合い、形状をフィットしやすいものにできるので事務器具の販売、職場環境改善に貢献することが期待できる。着座部に内蔵された一体型事務用椅子体重計も楽しみだ。また、椅子用のみならず、柔らかいクッションの、ソファ上、堀炬燵の着座上、あるいは剛な平板なので幅の狭い円形状の椅子上、食卓の椅子上、ベンチ上などにも適用可能である。商業用としても、レストラン等の接客用椅子に、食事中の体重変化観察用椅子にと使用範囲が広がりそうである。
椅子用体重計を載せたオフィスの椅子で、足を浮かせて尻体重を測っている様子 椅子用体重計の透視を含む平面図 椅子用体重計の背面からの断面図 椅子の着座面が上に凸形状の場合に、フィットする剛な平板の断面形状例 椅子の着座面が凹形状の場合に、フィットする剛な平板の断面形状例 椅子の着座面が上に凸形状の場合の、剛な平板の下に貼り付ける、または敷くマット、クッションの例の断面図 椅子の着座面が凹形状の場合の、剛な平板の下に貼り付ける、または敷くマット、クッションの例の断面図 剛な平板の上表面部に4点支持の長方形状の体重計に合わせて、設けた窪み格納部 椅子用体重計を着座部に内蔵した一体型事務用椅子の着座部断面図
体重の数値表示部は、太もも、尻部、スカートで見えなくなるので、股の間、腰の側方に取り出すことになる。電子式体重計の場合は、オフィスのパソコンに接続すれば、画面表示、時刻歴表示、そのグラフ、図形化が容易である。記録もされる。ダイエットの効果分析、解析も自動的に可能である。スマートフォンにも表示可能である。
ここで、クッションをバネとすれば、バネの伸び、縮みは荷重に正比例するというフックの法則P=kδ(P:荷重、k:バネ係数、δ:たわみ)を利用することができる。平板の剛性は、EI=M/P(E:弾性係数、I:2次モーメント、M:モーメント、)で求められる。体重をPとして、最悪の場合を仮定すると、体重が机側に前のめりにかかり、4点支持が偏って2点支持になったとする。その場合の平板の有効幅は10cmで荷重分担するとする。尻体重が2支持点に1/2均等にかかるとすると支持点荷重はP/2である。下の剛な平板の長辺幅、支持点間距離をLA=40cm、上の4点支持の体重計の2点支持点間隔をLB=25cmとすれば、平板の着座部支持点から4点支持体重計の支持点までの距離は、LC=(LA−LB)/2=(40−25)/2=7.5cmとなる。これらから、着座面の中央が高い椅子では、中央が頂点となり、バネクッションで受けるとして、最大モーメントは、−(P/2)*LB=−P*LB/2、張り出し部たわみが(P/2)*(LB/2)*(LB/2)*(LB/2)/3EI、着座面の両外側、両サイドが高い椅子では、
最大モーメントは、(P/2)*LC=P*LC/2、中央たわみが(P/2)*LA*LA*LA*(3*LC/LA−4*LC*LC*LC/LA*LA*LA)/24EIとなる。
ここでさらに、体重計を直下で受けもつ平板の寸法を、LA=40cm、短辺を30cmとし、100キロ体重の人が載った場合、机側に前のめりに偏って4点支持から2点支持となったとし、平板の有効幅を支持点から短辺方向の端部までの距離5cmと同じ距離が、支持点内側に有効に荷重を受け持つとすると、2倍の10cmとなる。ここでまず、平板の材料を弾性係数が明らかな鉄、木材とし、鉄板はE=2,100,000kg/cm2、木材はE=100,000kg/cm2、許容応力度は鉄板1,800kg/cm2と木材1,000kg/cm2であるので、板厚を各1cmとすれば、中央が高い椅子では、張り出し部たわみは、鉄板で0.0186cm、木材で0.391cmとなる。応力度はσ=M/Z(Z:断面係数、b:有効幅、h:板厚)なので、−(100*25/2)/(b*h*h/6)=−750kg/cm2で、両者とも許容応力度内であり安全である。さらに、両外側の両サイドが高い椅子では、中央たわみは、(100/2)*40*40*40*(3*7.5/40−4*7.5*7.5*7.5/40*40*40)/24EIで、鉄板の中央たわみが0.0204cm、木材が0.429cmの沈下となる。沈下の許容量値を0.1cmとすれば、板厚は、鉄板が1cmで十分大丈夫、木材の1cmでは超過するといえる。ここで、0.1cmを逆算すると、必要な板厚は、鉄板で0.63cm厚、木材で1.63cm厚となる。以上、これら鉄板と木材の値を参考に目安として、適用性の高いプラスチック材を探してみる。家庭用プラスチックまな板が丁度よさそうである。その厚みは1.3cmから1.5cmである。プラスチック材は弾性係数にばらつきがあるものの、これら鉄板、木材の中間値で、かつ経済性、加工性に優れるため実用上最も優位にあるといえる。たわみによる沈下量も、椅子のクッション高さ内で収まると考えられる。
つぎに、上下左右の3次元方向に移動制限となる方法は、機械的なもの、鉄板のような硬い物理的ストッパー、物理的ストッパーを別個に組合せたものではぎこちない動きになる。上下方向には、引張りに強いピアノ線、鎖が有効だが、平板に穴を明けて固定する必要がある。そこで、動き、変形に柔軟に滑らかに追従する弾性系のストッパーとし、横変形追従性があり、かつ上方向に移動量追跡性、下方向に体重荷重を分担しない柔軟性が必要で、中央の1個、4隅の4個などで移動、落下防止性能を満足することができる。体重計の底板下面と平板の上面に十分な接着面積を要するため。体重計と平板との各固定は接着剤によるとする。次に材料選択である。条件として、繰り返し変形に復元性の高い材料、逸脱、引張りに強い材料、下方向に荷重分担しない柔らかい材料、そして底板と平板との接着性、定着性の良い材料である。柔らかいゴム、シリコンなどのプラスチック材があげられる。コイル、バネも考えられるが、面接着ができなければ適材とは言えない。プラスチック蛇腹、柔らかいゴム、ハチの巣状のハニカムプラスチック、スポンジ、シリコンのプラスチック材が適材と考える。これらの上下2面を体重計底板と平板に接着剤で接着する。配置位置となる接着位置は、中央1箇所または4支持点の周りの4箇所、もしくは4隅近くの4箇所となる。4支持点間の中間でも良い。4支持点周りでは、なかを中空として各支持点を取り囲むように4個配置しても良い。特にプラスチック蛇腹ではそのように適用できる。また、落下防止装置として、ピアノ線、鎖で体重計と平板を連結することも不意の落下防止に有効といえる。
上の4点支持の体重計の下で、体重を受け持つ剛な平板の平面形状は、4点支持の体重計の形状、長方形状に合わせてそれよりやや大きめ(図2、図3)とすることを基本とする。もちろん、剛な平板は、椅子の着座部の形状に合わせて、椅子の着座面に食い込みづらい平面形状が望ましく、長方形からやや丸みを帯びた楕円形状も有効といえる。剛な平板の平面の角、断面、特に端部面を斜めに加工した形状、テーパー形状、丸みを帯びた形状の面取り(図2、図3)を施すことが、下の着座面を痛めない工夫といえる。
3次元方向の移動量制限機能を4点支持の体重計、剛な平板の中央に1箇所、設けた例(図2、図3)。下方向の荷重を分担しない機能として、上下方向に柔らかい材料が適している。機械的、物理的ストッパー、別個の組合せ、上下左右の3次元方向に移動制限でき、下方向に荷重分担しない柔軟材が適用条件である。ゴム、コイルバネ、4支持点を囲む円筒状の蛇腹ゴム、シリコンがあげられる。これらは、4点支持の体重計の底板部表面と、剛な平板の上表面部にそれぞれ接着剤でその下面と上面を接着し、3次元方向の移動量制限機能の伝達なるよう連結する。配置は、平板の中央に1個、4支持点の周りに4個、4支持点間に4個、体重計の4隅に4個などの接着面積、バランスを考慮した配置がよい。また、2重の安全装置として最終的に上下間で滑り落ちない、落下しない落下防止装置(図2、図3)として、ピアノ線、鎖などで4点支持の体重計と下の剛な平板を両端2箇所で結んでおくとさらに安心である。
また、剛な平板の上表面に、4点支持の長方形状の体重計を囲むように長方形状の窪み(図8)を設けて、あるいは4支持点の周りに円状の窪みを設けて移動、落下し難くすることも安心感があり、可能である。体重計の沈下時の傾き、変形で窪みの壁と体重計の枠とが接触しないよう離隔を適正に保つ必要がある。この場合も両足は持ち上げなければならないので、太ももの下部が椅子用体重計部分に触れないようにする必要があり、窪み分で体重計の高さが低くなることが必ずしも有効に働くとは言えないところがある。かつ、窪み分の平板の板厚が薄くなることから平板の板厚を増す必要もある。反面、不安定さが少し緩和できること、厚さが5cmの厚めのアナログ体重計の場合は、窪みに格納できるので有効となる可能性がある。新規開発の着座面内の体重計内蔵の一体型体重計付椅子には有効である。椅子の剛な底板で4点支持の荷重を受けるとすれば、剛な平板の役割とすることも可能である。
事務用椅子の中央が凸形状となっている場合、椅子の着座面を痛める可能性、平板の両端が沈み椅子のクッションを痛める可能性もあり、着座時の沈下形状にできるだけフィットするように、平板を少し厚くして下面中央にやや窪みを設けた形状(図4)とすることは、平板の張り出し部たわみ、応力度を軽減できることからも有効である。また、事務用椅子の中央が凹形状となっている比較的硬い椅子の場合は、平板の中央が浮いた空中となり平板自体の耐荷重性の負担が大きくなること、平板の両端に荷重が集中すること、椅子の両端の柔らかい部位に平板が食い込むことから、特に中央の窪み部を埋めるように、また着座時の沈下形状にできるだけフィットするように、平板の下面をやや膨らませた形状(図5)とすることは、平板中央のたわみ、応力度を軽減できることからも有効である。さらには、下敷きマット(図6、図7)や下敷きクッション(図6、図7)を、平板の下面に張り付ける、または椅子表面との間に敷くことも事務用椅子表面を傷つけないためにも有効といえる。簡単には、平板の下に新聞紙、段ボールを挟むことでも十分有効といえる。
椅子用体重計は座布団袋カバーに入れるとして、直接、体重計表面部に載ると、クッションも悪いし、冷たい。そこで、椅子用体重計では、座布団を載せるとよい。足さえ持ち上げれば精度は変わらず体重測定となる。椅子用体重計と座布団で、厚みが増すので椅子自体をその厚み相当を下げる必要がある。これは、椅子の芯棒についている高さ調整ネジ部を回せば容易に調整、下げることができる。
体重計の表示部は、アナログ、デジタルの表示となるが、尻で覆われているため一般の体重計のように上面に表示しても見えにくい。前か横に出さなければ見えない。もしくは、パソコンと接続してパソコンのディスプレイ画面上に表示することも可能である。時々刻々のデータはダイエット効果の分析に役立つ。スマホに送信、表示することもできる。
新しい事務用の椅子に、本願発明の椅子用体重計を適用すれば、着座時の沈下量、窪み形状から、下面がよりなじみ易くジャストフィットさせた椅子用体重計製品となることが可能となる。
さらに、新規開発として、新品の事務用椅子に取り付ける椅子用体重計で、4点支持の体重計と下の剛な平板を、着座のクッション内に内蔵した一体型で、いわゆる椅子のクッションは、内蔵した体重計の上表面の上部、または一体化した椅子の着座面の座布団で取るとした、椅子用体重計を内蔵した一体型事務用椅子(図9)が期待できる。剛な平板の役割ができる椅子本体の底板で4点支持の体重計を受けるとすることも可能である。
オフィスワーカーが意識して体重管理すれば、勤め人の健康が向上する。全社挙げての取り組みとなれば、従業員の士気も高揚する。会社としてもありがたいことといえる。この際、人心一新、新品の椅子に椅子用体重計をセットとして調達すれば、経済効果も大きい。内蔵した一体型の新規開発も見込める。
1椅子用体重計
2事務用椅子
3高さ調整用ネジ部
4オフィスワーカー
5床から持ち上げた両足
6座布団
74点支持の体重計
8両尻
94点支持の体重計の着座面
10椅子の着座面
114点支持部
12剛な平板
13面取り部
143次元方向の移動量制限機能、装置
15鎖による落下防止装置
16剛な平板の上表面に長方形状の窪みを設けた4点支持の体重計の格納部
17下面中央がやや窪んだ形状の剛な平板
18下面中央がやや膨らんだ形状の剛な平板
19マット
20クッション部
21バネ、クッション部
22椅子の底板
23着座部カバー

Claims (3)

  1. 着座部に柔らかいクッションを有する椅子用の、4点支持の体重計とその4点を直下で支持する平板でなる椅子用体重計であって、前記平板は、上表面が平らで、測定誤差をもたらす前記平板の中央たわみ、または張り出し部たわみを0.1cm以下に抑え、前記平板の下表面は、着座時の着座部の沈下形状にフィットすることを特徴とする下部に前記平板を有する椅子用体重計。
  2. 前記4点支持の体重計が前記平板と離れて落下しないよう、また大きく移動しないように、前記4点支持の体重計と前記平板との間で3次元方向の移動制限機能を有し、前記移動制限機能は圧縮の鉛直方向には荷重分担しないとしたことを特徴とする請求項1に記載の椅子用体重計。
  3. 柔らかいクッションの椅子の着座部断面内に、4点支持の体重計とその下の剛な平板、または椅子本体の剛な底板との間で鉛直荷重を分担しない3次元方向の移動制限機能を有する椅子用体重計を一体として内蔵したことを特徴とする体重計内蔵型椅子。







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