JP2024518059A - 人間工学的モーションチェア - Google Patents

Abstract

座面より上に位置決めされた第１の枢動軸線の周りの左右の動きをもたらす椅子は、ユーザに対して広い動的な可動域を可能にするが、所望の位置を維持するためにユーザ側での一定の又は過剰な動作を必要としない。椅子は、座面より上の規定の枢動軸線に沿って、座部を中立位置から左右に容易に位置決め及び調節することを可能にする構造を含む。椅子は、座面より上又は下に位置決めされた第２の枢動軸線の周りでの座部の前後の動き、ユーザの肩甲骨を動かす能力を制限することなくユーザの背中を支持する改良された背もたれ部、座部を中立位置に付勢するための改良された付勢構造、座部の位置をコンピュータコントローラとして使用できるようにするための又はユーザの運動データを収集できるようにするための埋込型コントローラ又は埋込型センサ、及び座部の前後の動きを所望の位置に保持できるようにする調節可能なロックシステムを提供することもできる。

Description

本発明は、ユーザが着座位置を容易に最適化し調節することを可能にするアセンブリを有する人間工学的モーションチェアに関する。具体的には、本チェアは、座面より上の規定の枢動軸線に沿って、座部を中立位置から左右（side-to-side）に容易に位置決め及び調節することを可能にする構造を含む。また、本チェアは、必要に応じて、座面より上又は下に位置決めされた第２の枢動軸線の周りでの座部の前後の動き、ユーザの肩甲骨を動かす能力を制限することなくユーザの背中を支持する改良された背もたれ部、座部を中立位置に付勢するための改良された付勢構造、座部の位置をコンピュータコントローラとして使用できるようにするための、又はユーザの運動データを収集できるようにするための、埋込型コントローラ又は埋込型センサ、及び座部の前後の動きを所望の位置に保持できるようにする調節可能な傾斜ロックシステムを提供することができる。

長時間にわたって動かずに座っていることは、人の健康にとって危険であることがある。長時間動かずに座っていることで、心疾患、肥満、糖尿病、うつ病、並びに様々な整形外科的損傷及び筋肉変性などの健康上のリスクにより、寿命が短くなる可能性があることが研究で示されている。更に、動きの制限、長期にわたる関節圧迫、及び長時間にわたる着座の血行不良から、生体力学的損傷及び筋肉骨格障害が生じる可能性がある。

人体は、多数の関節を全ての軸線において広い角度で動かすことができる。着座中に身体がその可動域に沿って動くことを可能にすることで、長時間にわたる着座の有害な影響を低減又は緩和することができる。

今日まで、設計者らは、着座中のユーザの動きを増加させることを目的として、椅子に人間工学的な改善をもたらすために多くの試みを行ってきた。例えば、椅子の設計者らは、ユーザを大きな可動ボールの上に座らせるか、又はボールジョイントもしくは弾性構造によって基部に接続された座部の上に座らせることによって、椅子の座部を傾斜させたり切り替えたりしようと試みてきた。これらの後者の設計の例は、Ｒｏｂｅｒｔｓｈａｗに付与された米国特許第６，８６６，３４０号（特許文献１）、Ｂａｙに付与された米国特許第８，９１９，８８１号（特許文献２）、及びＨａｒｒｉｓｏｎらに付与された米国特許第９，２１１，０１３号（特許文献３）に見ることができる。これらのタイプの椅子では、座部を、通常、トグルポイントの周りであらゆる方向に傾斜させ、切り替えることができるため、ユーザは、着座している間に脚及び腹部の筋肉を使用してバランスを取り、座部を所望の位置に保持するなどの積極的な動作を行う必要がある。この動作は、着座中の一種の運動をもたらすが、通常、背中への支持が、全く提供されないか又は限定的なものになるという代償が伴う。更に、着座中に、ボール、ボールジョイント、ユニバーサルヒンジなどの上でぐらつくことは、長時間座っているユーザにとって、退屈で不快なものとなり、疲労を増大させる可能性がある。

一部の設計者は、座部をフレーム内で背もたれ部に対して摺動させることによって、椅子の人間工学を改善しようと試みてきた。これらのタイプの設計の例は、Ｓｅｒｂｅｒに付与された米国特許第８，６６２，５８６号（特許文献４）に見ることができる。これらの設計には、ユーザが椅子に腰掛けた状態で前傾すること又は後ろに寄りかかることができるようにするために、別個の背もたれ部とは独立して、座部が、通常、前後に動くことができるようにする構造が含まれる。これらのタイプの椅子には、背もたれ部を、通常、ユーザが椅子に正常に座っているときの最適な位置に事前設定することを可能にする調節構造が含まれているが、背もたれ部の事前設定位置に対する座部の摺動運動は、典型的には、背もたれ部に対するユーザの位置を変化させ、それによって、ユーザが椅子に腰掛けた状態で前傾している又は後ろに寄りかかっている間の、快適さ、椅子のフィット性、及び椅子の健康上の利点が損なわれる。

より最近では、発明者らは、座部フレーム内の固定された枢動点の周りで前後に回転するバケットに座ることをユーザに要求することによって、ある程度の身体の動きを依然として可能にしながら、座部の快適性を改善しようと試みた。このタイプの設計の例は、Ｓｉｒｐａｋらに付与された米国特許第３，７１１，１５２号（特許文献５）及びＣｏｌｏｎｅｌｌｏらに付与された米国特許第１０，３１４，４００号（特許文献６）に見ることができる。バケットを前後に枢動運動するには、ユーザが脚及び腕を使って着座位置を保持する必要があり、それによって前かがみ姿勢などが低減される。ボールの上に座るのと同様に、これらのタイプの設計では、所望の位置を保持するためにユーザの側での積極的な動作が必要となり、それによってユーザに一種の運動をもたらす。ただし、これらのタイプの設計では、他のあらゆる方向でユーザをバケットの中にかかえながら、前後の傾きのみを可能にするように動きが限定される。バケットの許容可能な動きのこの制限は、着座している間のユーザの可動域を逆に制限し、それによって、椅子のフィット性、ユーザの快適さ、及び椅子の健康上の利点が、損なわれ、制限される。

加えて、発明者らは、ユーザが着座している間に座部が左右（side-to-side）又は前後に「ぐらつく」又は「よろめく」ことを可能にする構造を提供した。このタイプの構造の例は、Ｏｓｌｅｒらに付与された米国特許第１０，０１０，７５８号（特許文献７）に見ることができる。この例では、「ハーフパイプ」又は「半球型又はドーム型動揺機構」上に座部が置かれ、その上でユーザは座部のバランスを取る必要がある。座部上でバランスを維持するには、ユーザの側での積極的な動作が必要となり、それによってユーザにある程度の運動がもたらされる。しかしながら、この構造が提供するユーザの身体の全体的可動域は限定的である。更に、ボール又はぐらつく構造物に座る場合と同様に、この座部上で着座位置を維持することは、時間が経つにつれてユーザにとって、疲労を増大させ、不安定で、退屈で、不快なものになる可能性がある。

更に、従来のオフィスチェアは背もたれ部を有し、この背もたれ部は、ユーザが腰を掛けた状態で後ろにもたれかかったり又は寄りかかったりしている間、ユーザの背中に係合し、同時に、同じ平面内の脊柱と、背中の上部の左部分及び右部分とに係合し、それによって、特に、ユーザが自身の体重及び腕並びに重力を利用して、その前胸領域及び肩領域のより大きな伸張を達成することができる寄りかかり位置において、ユーザが自身の脊柱に対して独立してその背中の肩甲骨領域を伸張させる能力を、限定し、制約する。

米国特許第６，８６６，３４０号明細書 米国特許第８，９１９，８８１号明細書 米国特許第９，２１１，０１３号明細書 米国特許第８，６６２，５８６号明細書 米国特許第３，７１１，１５２号明細書 米国特許第１０，３１４，４００号明細書 米国特許第１０，０１０，７５８号明細書

従って、椅子の人間工学及びそのフィット性を改善するための既知の構造にもかかわらず、人間工学的モーションチェアに対する必要性が残っており、この人間工学的モーションチェアとは、ユーザがそのチェアに腰掛けている間に、より多くの軸線の周りで、人体の解剖学的構造により関連した広い動的な可動域をユーザに提供するが、所望の位置を維持するためにユーザ側での一定の又は過剰な動作を必要としないものである。本発明は、本明細書に記載されるように、この必要性及び他の必要性を満たす。

開示された一実施形態では、椅子は、座面より上に位置決めされた規定の枢動軸線に沿って、座部を中立位置から左右（side-to-side）に容易に位置決め及び調節することを可能にする構造を有する。規定の枢動軸線より下にある座部のこの左右（side-to-side）スイングの動きは、ユーザが所望の左右（side-to-side）座部位置を動的に選択し、調節し、保持することを可能にする。更に、重力によって座部が中央の左右方向（side-to-side）中立位置にバランス取るように付勢されることがあり、また付勢構造を設けて、座部を更に付勢してこの左右方向中立位置に戻すようにしてもよい。加えて、ユーザの体重がこの幾何学的形状と組み合わされると、中立位置に戻るように座部を自然に付勢するのに役立ち、他の椅子構造とは異なり、左右方向中立位置に戻るためにユーザがかける労力が著しく少なくて済む。

これに加えて、またこれと同時に、この構造は、同じく座面より上に位置し、座部の前後の動きを提供する第２の枢動軸線を含んでもよい。座部及び背もたれ部は、第２の枢動軸線の周りで動く中央背骨部に共に接合されてもよく、それによって、第２の枢動軸線に沿った背骨部の前後の動きの間、背もたれ部位置及び座部位置を互いに対して維持することができる。背骨部に動作可能に固定された第２の付勢構造は、座部の前後方向位置を所望の前後方向中立位置に保持及び維持することができる。

必要に応じて、この前後方向中立位置の場所は、ユーザの所望に応じて静的に調節されてもよく、第２の付勢構造は、この前後方向中立位置を所望の張力レベルに保持することができ、それによって、ユーザが、この規定の前後方向中立位置から座部を動かすために必要となる力の量を選択することを可能にする。更に、背骨部上の背もたれ部の位置の静的調節を可能にする調節構造が設けられてもよく、この調節構造は、ユーザによって一旦位置が選択されると、背骨部が第２の枢動軸線の周りで移動するときに、座部に対してその位置を保持する。

開示された代替の可能な実施形態では、この構造は、ユーザの肩甲骨を動かす能力を制限することなくユーザの背中を支持する改良された背もたれ部、前後及び左右（side-to-side）両方の動きの方向において座部を中立位置に同時に付勢するためのモノリシックな代替の可能な弾性付勢構造、椅子の使用時に座部の位置をコンピュータコントローラとして使用できるようにするための、又は運動データを収集又は回収できるようにするための、埋込式コントローラ又はセンサ、及び座部の前後の動きを所望の位置に保持できるようにする調節可能な傾斜ロックシステムを含むことができる。

座面が、第１及び第２の枢動軸線の周りで、左右（side-to-side）及び前後に同時にかつ同調して、回転し、スイングし、調節されることを可能にすることによって、ユーザの身体は、着座している間に、任意の他の椅子構造によるよりも多くの、無数の位置へ動くことができる。本発明の椅子機構は、座面構造より上に厳密に配置され、骨盤のほぼ中心及びその隣接する領域に配置された第１の軸線の周りで、人体に対する腰部のスイングをロック解除することになり、これによって、ユーザは、骨盤を完全に制御しつつ左右（side-to-side）に回転又はスイングさせることができ、回転軸線が使用者の身体より下に位置決めされた他の全ての設計に見られるような、座面の「傾斜」及び／又は「ぐらつき」及び／又は「バランスを取る」感覚を有することがない。

本発明の態様を特徴付ける新規性のある利点及び特徴は、添付の特許請求の範囲において詳細に指摘される。しかしながら、新規性の利点及び特徴の理解を深めるために、本発明に関連する様々な構成及び概念を説明及び図示する以下の説明事項及び添付の図面を参照することができる。

前述の発明の概要及び以下の発明を実施するための形態は、添付の図面と併せて読むと、より良く理解されるであろう。
本発明の例示的な第１の実施形態による人間工学的モーションチェアの左前方等角図である。 図１の人間工学的モーションチェアの左側面図であって、向きを示すために人が椅子に座った状態で、椅子の後方位置、前後方向中立位置、及び前方位置を画定する、可能な前後の動きを示す図である。 図２の人間工学的モーションチェアの切り欠き正面図であって、椅子が図２の前後方向中立位置にあり、向きを示すために人が人間工学的モーションチェアに座った状態で、椅子の右スイング位置、左右方向（side-to-side）中立位置、左スイング位置を画定する、可能な左右（side-to-side）の動きを示す図である。 図１の人間工学的モーションチェアの切り欠き拡大部分左側面図であり、座面より上に位置決めされた、可能な前後枢動軸線を示す図である。 図３及び図４の座面より上に位置決めされた、可能な左右（side-to-side）枢動軸線を示す、図１の人間工学的モーションチェアの幾何学的配置の概略正面図である。 人間工学的モーションチェアが図２の前後方向中立位置かつ図３の左右方向中立位置にある状態の、図１の人間工学的モーションチェアの正面図である。 人間工学的モーションチェアが図２の前後方向中立位置かつ図３の右スイング位置にある状態の、図１の人間工学的モーションチェアの切り欠き正面図である。 人間工学的モーションチェアが図２の前後方向中立位置かつ図３の左スイング位置にある状態の、図１の人間工学的モーションチェアの切り欠き正面図である。 人間工学的モーションチェアが図２の前後方向中立位置かつ図３の左右方向中立位置にある状態の、図１の人間工学的モーションチェアの背面図である。 図２の前後方向中立位置かつ図３の左右方向中立位置にある、図１の人間工学的モーションチェアの左側面図である。 内部の詳細を示すために図６及び図９の矢印Ａ－Ａに沿って切り欠かれた、図１０の人間工学的モーションチェアの左側面図である。 人間工学的モーションチェアが図２の後方位置かつ図３の左右方向中立位置にある状態の、図１１の人間工学的モーションチェアの切り欠き図の左側面図である。 人間工学的モーションチェアが図２の前方位置かつ図３の左右方向中立位置にある状態の、図１１の人間工学的モーションチェアの切り欠き図の左側面図である。 図１の人間工学的モーションチェアの左前方分解図である。 人間工学的モーションチェアが図２の前後方向中立位置かつ図３の左右方向中立位置にある状態で、図６及び図９の矢印Ａ－Ａに沿って切り欠かれた、図１の人間工学的モーションチェアの一部の拡大切り欠き等角図である。 可能なフィット性及び向きを示すためにユーザが人間工学的モーションチェアに座っている状態の、図１２の人間工学的モーションチェアの断面図の左側面図である。 可能なフィット性及び向きを示すためにユーザが人間工学的モーションチェアに座っている状態の、図１３の人間工学的モーションチェアの切り欠き図の左側面図である。 可能なフィット性、向き、及び人体の解剖学的構造に対する可能な枢動場所を示すために、チェアに腰掛けて示されているユーザの切り欠きを有する、図１０の人間工学的モーションチェアの左側面図である。 本発明の代替実施形態による、座面より上に位置決めされた枢動軸線の周りの左右の動きを提供するための代替構造を有する、可能な人間工学的モーションチェアの、図６及び図９の矢印Ａ－Ａに沿って切り欠かれたと同じ、矢印Ｂ－Ｂに沿って切り欠かれた、拡大部分左側面図である。 図１９の人間工学的モーションチェアの断面等角図である。 本発明の例示的な第３の実施形態による人間工学的モーションチェアの左前方等角図である。 図２１の人間工学的モーションチェアの拡大左前方等角部分図である。 図２１の人間工学的モーションチェアの分解等角図である。 椅子の右スイング位置、左右方向中立位置、及び左スイング位置を画定する、可能な左右の動きを示す、図２１の人間工学的モーションチェアの正面図である。 人間工学的モーションチェアの後方寄りかかり位置、中立位置、及び前方傾斜位置を画定する、可能な前後の動きを示し、様々な位置における可能なモノリシック付勢構造の作動を示す、図２１の人間工学的モーションチェアの切り欠き左側面図である。 図２１の人間工学的モーションチェアの部分拡大背面図である。 図２１の人間工学的モーションチェアの部分拡大左側面図である。 図２１の人間工学的モーションチェアに動作可能に固定され、コンピュータシステムと通信状態のコンピュータコントローラの概略図である。 本発明の例示的な第４の実施形態による人間工学的モーションチェアの左側面図である。 ユーザに対する背もたれ部の可能な向きを示す、図２１の人間工学的モーションチェアの背面図である。 ユーザに対する図３０の背もたれ部の拡大図である。 ユーザに対する可能な向きを示す代替の背もたれ部の拡大図である。 背もたれ部に係合したユーザの可能な可動域を示す、図２１の人間工学的椅子の側面図である。

チェアに腰掛けているユーザに対して広い動的な可動域を提供するが、所望の位置を維持するためにユーザ側での一定の又は過剰な動作を必要としない人間工学的モーションチェア１００（図１～図１８）、１００’（図１９～図２０）、１００’’（図２１～図２７）、１００’’’（図２９）が、図１～図３３に示される。人間工学的モーションチェアの４つの例示的な実施形態が示される。第１の可能な実施形態が図１～図１８に示され、第２の可能な実施形態が図１９～図２０に示され、第３の可能な実施形態が図２１～図２７に示され、第４の可能な実施形態が図２９に示される。これらの実施形態の特徴を以下に記載する。過度の繰り返しを制限するために、実施形態間で同様の要素は同様の要素番号を有する。

例示的実施例１
図３に最もよく示されるように、人間工学的モーションチェア１００は、座部表面を画定する座部５を含むことができ、座部は、フレームに動作可能に固定され、フレームは、座部面８より上に位置決めされた規定の枢動軸線７に沿って、座面８を左右方向中立位置１０２から左右（side-to-side）９に容易かつ動的に位置決め及び調節することを可能にする構造を有する。好ましくは、図２及び図４に最もよく示されるように、人間工学的モーションチェア１００はまた、これもまた座面８より上に位置決めされた第２の枢動軸線６を含むこともでき、この第２の枢動軸線６は、座面８を前後方向中立位置１０４から前後に容易かつ動的に位置決め及び調節することを可能にして、座部の前後の動きを提供する。また、左右方向（side-to-side）付勢構造１１（図４、図９、図１４）及び前後方向付勢構造１０（図１、図２、図４、図１１～図１３）が、第２の枢動軸線６の周りの座部５の動きを制御及び規制するために設けられてもよい。人間工学的モーションチェア１００に、この制御された、動的な、規制された、かつ調節可能な可動域を提供するための例示的な構造について、以下により詳細に説明する。

全体構成
図１を参照すると、人間工学的モーションチェア１００は、上方に延びているポール１１０などを支持する基部２を含み得る。従来のホイール３又はキャスターが、ロック構造の有無にかかわらず、人間工学的モーションチェア１００が置かれる床に係合するために基部に取り付けられてもよい。ポール１１０は、概して、そこから上向きに延びている長手方向中心線４４（図２～図５）を画定している。座部５及び背もたれ部１は、細長い座部背骨フレーム１３に動作可能に係合し、背骨フレーム１３は、基部のポールに固定された基部取付部１１２に動作可能に係合している。

左右スイング構造
座部５は、背骨フレーム１３及び背もたれ部１に対して移動可能であり、ユーザに快適にフィットするように所望に応じてパッド及び／又は輪郭を付けてもよい。座部５は、左右中心（left-to-right center）２２（図５、図６、図１５、及び図２０）を画定する左側及び右側を有してもよい。ユーザによる使用時及び／又は非使用時に、人間工学的モーションチェア１００がその前後方向中立位置１０４及び左右方向中立位置１０２にある場合、図４及び図６に最もよく示されるように、座部５は、概ね平坦な座部表面を提供し、この座部表面は、概ね平坦な座部表面に対して実質的に平行に位置合わせされ、座部５の最下表面に沿って位置決めされた座面８を画定している。

一実施形態では、座部５は、図４及び図６～図９に最もよく示されるように、背骨フレーム１３に枢動可能に固定された座板４に動作可能に固定されている。座板４は、一方の端部がピン１２０（図１４、図１５）などによって背骨フレーム１３に枢動可能に固定されている。座板４の反対側の端部は、下方に延びている縁部１８を含み、この縁部１８は、背骨フレームに動作可能に固定されたホイール１７に動作可能に係合するための弓形レール１４を画定し、図７及び図８に最もよく示されるように、スイング円弧構造２７を画定する。

代替的に、図１９及び図２０に最もよく示されるように、人間工学的モーションチェア１００’の第２の可能な実施形態は、座板４１を有してもよく、この座板４１は、座板４１から下方に延びている前方及び後方弓形カム１８などを含み、スイング円弧構造２７は、前方及び後方カムに動作可能に係合するための前方及び後方ホイール１７、４２の両方を含むことができ、それによって、左右枢動軸線７において物理的な枢動ピンを必要とすることなく、座板が左右（side-to-side）枢動軸線７に沿って左右（side-to-side）に枢動することを可能にする。座板４１は、前方及び後方のホイール１７、４２と位置合わせされて、前方及び後方のホイール１７、４２によって左右（side-to-side）にスイングするように動作可能に固定され得ることが理解され、これらの前方及び後方のホイール１７、４２は、動作可能な固定構造４３を介して背骨フレーム１３に動作可能に固定され得るものである。当然ながら、ホイール及び係合するフレーム要素の場所は、ホイールが座板に動作可能に固定され、カムがフレームに埋め込まれるように、逆にしてもよい。

この構造は、ユーザが座部に座る能力を妨げる構造をより少なくして、座部５が矢印２４（図１、図２、図５、及び図２０）の方向に左右枢動軸線７の周りで枢動又はスイングすることを可能にすることが理解され得る。更に、座部５の左右中心２２が左右枢動軸線７より下に位置決めされているため、重力が、座部５を、左右方向（side-to-side）中立位置１０２に戻ってバランスを取り直すように付勢することになる。好ましくは、図４及び図９に示され、代替の座板４１（図１９、図２０）について上述されたように、弾性付勢構造１１が、背骨フレーム１３と座板４との間に延びており、それによって、座部をその左右方向中立位置１０２（図３）に更に付勢し、左右方向中立位置１０２（図３）から離れる動きに対して選択可能でありかつ規定された抵抗をもたらす。それぞれが固有の抵抗特性を有する代替の弾性部材１１を設けて、ユーザが所望に応じて付勢力を調節することができるようにしてもよい。調節可能な代替の付勢力構造も設けられてもよい。

図５を参照すると、左右枢動軸線７に対する座面８の左右スイングが概略的に示されている。左右枢動軸線は、中立位置にあるときに、座面８より上かつ左右中心２２より上に位置し、この構造は、好ましくは、左右（side-to-side）枢動角度４０がいずれの方向においても約１０度又は５度～１５度となることを可能にし、図示のように、作動されて左右（side-to-side）スイングした座面９及び左右中心２２の移動が達成されることを可能にする。

前後滑動運動構造
図９及び図１４に最もよく示されるように、背骨フレーム１３は、互いに接合された２つの平行に整列した湾曲レールによって形成され得る。レールの縁部は、図１０、図１３、及び図１５に最もよく示されるように、弓形レール１４を画定するように下方に延びており、弓形レール１４は、基部取付部１１２に動作可能に固定されたホイール１５に動作可能に係合している。ガイド構造又はホイール１６（図１１～図１３及び図１５）又は他の制御構造又は制御アセンブリは、レールの一部に係合して、背骨フレーム１３を基部取付部１１２上の定位置に動作可能に保持する一方で、背骨フレーム１３が前後枢動軸線６に沿って前後に滑動することを依然として可能にし得る。ホイール及び係合する弓形レール要素の場所は、ホイールが背骨フレームに動作可能に固定され、弓形レール１４が基部に固定されるように、逆にしてもよいことが理解される。

図４に最もよく示されるように、弓形レール１４（図４）の縁部の輪郭を有する部分のセクションは、前後枢動軸線６などの仮想の又は投影された回転軸線の周りでの背骨フレーム１３の動きを提供するように成形することができることが理解され得る。縁部の輪郭又は弓形レール１４（図４）の輪郭は、弓形レールの半径などに応じて、座面８より上にある仮想の、投影された枢動軸線６の正確な場所をもたらすように成形され得ることが理解され得る。この輪郭成形は、スイング円弧構造２７（図７、図８）によってもたらされる左右枢動軸７にも適用することができる。好ましくは、枢動線６は、フレームの長手方向中心線４４と位置合わせされており、座面８が、図示されるように、軸線６の周りで、矢印２０（図１、図２、図４、図１０～図１３、及び図２０）の方向に、また、作動された座面９（図２、図３、図５、図７、図８、図１２、図１３）で動作可能に図示されるように、動くことを可能にする。より好ましくは、背骨フレーム１３の弓形レール１４は、前後方向中立位置から後方に約１８度又は１０～２５度、前後方向中立位置から前方に約１０度又は５～１２度の滑動角度３９を許容し、最適化するように成形される。弓形レール１４に沿った自由度は、構成要素２８などの停止特徴部又は構造によって制御することができる。例えば、ユーザは、代替として、弓形レールを所望の位置に位置決めし、弓形レールをその所望の位置に保持する構造を係合させてもよい。

図１５を参照すると、前後方向付勢構造１０は、基部取付部分１１２から、ローラ又はケーブルプーリ２６（図７、図８、図１１～図１３）の周りを通って、背骨フレーム１３まで延びるケーブル１２を含むことができる。背骨フレームのレールに沿った間隔を空けた穴２１又は他の固定構造により、ユーザは、背骨フレーム３５に沿って別の穴又は所望の場所にケーブル１２の取付点を調節するだけで、人間工学的モーションチェア１００の所望の前後方向中立位置を予め選択することができる。ばね１０などの弾性部材がケーブル１２の張力を付勢し、それによって、選択された穴、又は背骨フレーム取付部３５の場所をその最下点まで付勢し、それによって中立位置を画定する。

この構成は、図２、図１１～図１３、図１６、及び図１７に示されるように、座部が、中立位置から前方又は後方の両方に可動域全体にわたって動かされるときの張力を増加させることが理解され得る。更に、ばね１０とケーブル１２との間に動作可能に固定されたねじ及びナットなどの調節構造３６（図１５）などによって、ケーブルの張力をユーザの体重及び好みに合わせて所望のように調節するか、又は所望のように事前設定することができる。

必要に応じて、背もたれ部１は、図１１に示すように、背骨フレームに枢動可能に固定されてもよい。背骨フレームから背もたれ部まで延びているねじなどの調節構造４６などを使用して、座部をその枢動軸線の周りの予め選択された所望の位置４７（図４及び図１１）に動かして保持することができ、それによって人間工学的モーションチェア１００の快適性及びフィット性が更に改善される。背もたれ部のこの事前選択された位置は、人間工学的モーションチェア１００の動的な可動域全体にわたって所定の位置に留まり得る。

フィット性、使用、及び操作
本発明の好ましい実施形態の機械的態様を十分に説明したことで、人間工学的モーションチェア１００の改善されたフィット性及び機能が明らかになった。例えば、座部に座っているユーザは、前後にのみ枢動するバケット内に拘束されるのではなく、座部に腰掛けた状態で動き回る能力を依然として提供されながら、座面より上に配置された枢動軸線の周りで左右にスイングすることができる。

更に、位置調節可能な背もたれ部によって、一貫性のある予測可能な背中の支持が提供され得、背もたれ部は、一旦適切なフィット及び位置に調節されると、座部と共に前後方向に移動して、座部の前後可動域全体にわたって座部に対して同じ位置を維持することができる。人間工学的モーションチェアの前後可動域全体にわたって、背もたれ部に対する座部の位置が一定であるため、ユーザは人間工学的モーションチェア１００の可動域全体にわたって、最適なフィット感、快適性、背中の支持を維持することができる。

更に、座部を前後枢動軸線及び左右枢動軸線より下に吊り下げることにより、座部の位置を任意の所望の位置に無段階に調節することが可能になる一方で、ユーザに、所望の中立位置を保持するために座部上でバランスを取ることを強いることはない。むしろ、重力、ユーザの体重、及び付勢構造が、座部をその中立位置に付勢する。対照的に、ボール、ユニバーサルジョイント、又は座部より下に枢動軸線を位置決めする他の構造上に載置される座部及びバケットは、座部を所望の位置にバランスさせるために、ユーザの側で常に動作する必要がある。

図１８を参照すると、第１の回転軸線の最適な場所は、概して、人間のユーザの背骨３２が骨盤３０と交差する領域にあり得、ユーザに対する第１の回転軸線７の可能な場所が示されている。好ましい実施形態では、第１の回転軸線７の可能な場所の最適範囲２９は、人体３７内部にある骨盤３０のほぼ頂点と、着座したときの人体の胴体及び臀部４５（図２、図３、及び図１８）の最下部分３８との間であるが、座面８のわずかに上であるのが理想的である。回転軸線は、ユーザの解剖学的構造の筋肉及び脂肪を考慮し、なおかつ本発明の利点を達成するために、着座したときに、大腿骨３１及び坐骨結節骨３３の最下部か又はそれらより下にあり、なおかつ座面８より上であってもよい。ユーザの身体は、図示されるように座面８より下に延びていてもよく、それによって、代替のハンモックスタイル又はメッシュの座面カバーデザインで椅子を使用する場合には、相対的座面８を下方に押し下げることになる。

この設計による高度な改良点は、図３においてより完全に理解することができ、ユーザは、上半身及び上部背骨３２を長手方向中心線４４の周りでほぼ直立位置に維持しながら、座面８を左右のスイングされた位置９に移動させ、腰部角度３４及び下部胴体４５を解放する。これは、高く評価されるが、それは、第１の回転軸線７が、座面８より上にあり、所望される可動性及び柔軟性の領域において人間の背骨に概ね位置合わせされてより密接に隣接しているため、少ない労力と上半身の動きとによって左右スイング運動が素早く達成され、それによって上半身の安定性が得られ、腕は、移動中にタイピングなどの他の努力を同時に行うための制限が低減されるか又は制限がなく、自由を維持することができるためである。

第１及び第２の移動軸線の枢動と同期スイング運動とを一緒に連動するように組み合わせることにより、２つの軸線の周りの無数の角度を同時に達成することができ、自然で直感的な人体の動きとより十分に連携した２つの軸線の周りの無限の角度を、ユーザの最小限の努力で、幅広い角度で達成することができることが十分に理解され得、解釈され得る。

更なる実施形態及び特徴
本発明の本質的な特徴及び利点のいくつかを十分に説明してきたが、これらの概念は更に最適化することができることが理解され得る。

例えば、図２１～図２７を参照すると、例示的な第３の可能な人間工学的モーションチェア１００’’は、上方に延びているポール１１０などを支持する基部２を含み得る。従来のホイール３又はキャスターが、ロック構造の有無にかかわらず、人間工学的モーションチェア１００’’が置かれる床に係合するために基部に取り付けられてもよい。ポール１１０は、概して、そこから上向きに延びている長手方向中心線４４を画定している。背もたれ部３００は、細長い座部背骨フレーム１３に動作可能に係合し、背骨フレーム１３は、ポール取付部２３０によって基部のポール１１０に動作可能に固定された椅子フレーム２１０に動作可能に係合する。

座部５は、背骨フレーム１３及び背もたれ部３００に対して移動可能であり、ユーザに快適にフィットするように所望に応じてパッド及び／又は輪郭を付けてもよい。座部５は、左右中心２２（図２４及び図２６）を画定する左側及び右側を有してもよい。ユーザによる使用時及び／又は非使用時に、人間工学的モーションチェア１００’’がその前後方向中立位置１０４（図２５）にあり、かつ左右方向中立位置１０２（図２４）にある場合、座部５は、概ね平坦な座部表面を提供し、この座部表面は、概ね平坦な座部表面に対して実質的に平行に位置合わせされ、座部５の最下表面に沿って位置決めされた座面８を画定している。

座部５は、図２２、図２３、及び図２４に最もよく示されるように、椅子フレーム２１０に枢動可能に固定された座部プレート４１’に動作可能に固定されていてもよい。座板４１’は、そこから下方に延びている前方及び後方弓形カム１８などを含むことができ、スイング円弧構造２７は、それにより弓形スイング構造２７が回転軸線を座部５より上に投影することができる前方及び後方弓形軸受スロット２０３などを含むことができる。前部ローラ軸受２０４及び後部ローラ軸受２０５は、取付構造５０などを介して椅子フレーム２１０から延びており、座板４１’内のそれぞれの軸受スロット２０３を位置合わせし、投影された軸線７の周りで座板が矢印２４の方向に左右に枢動することを可能にする。

図２２に最もよく示されるように、椅子フレーム２１０は、前後方向軸受スロット２１１を含んでもよく、この前後方向軸受スロット２１１は、第１の好ましい実施形態と同様に、ポール基部２３０から延びて軸線６の周りで前後方向に滑動する前後方向ローラ軸受２１２に動作可能に係合する。必要に応じて、前後移動停止機構２０２（図２４、図２５、図２６）を設けて、ユーザが所望の前後位置を選択して保持し、それによって椅子フレーム２１０を一時的に停止させることができるようにしてもよい。停止機構２０２は、嵌合ピン受入部２１３に動作可能に係合するロックピン２０６（図２６）を含んでもよい。間隔の空いた複数のピン受入部２１３をポール基部２３０（図２５）に設けて、椅子フレーム２１０の様々な位置を選択して保持できるようにしてもよい。

図２３、図２５、及び図２６を参照すると、代替の好ましい付勢構造２０８が示されている。付勢構造２０８は、好ましくは、ポール取付部２３０の左右中心から座板４の左右中心まで延びているモノリシック弾性部材である。この向きでは、この弾性部材上の張力が、座部をその左右方向（left-to-right center）中立位置及びその前後方向中立位置の両方に戻すように付勢することが理解され得る。弾性部材の厚さ及び弾性を最適化して、座部をその中立位置に戻すために加えられる付勢力を調節することができる。必要に応じて、各々がそれ自体の信頼特性を有する複数の弾性部材を提供することができ、ユーザが、そのユーザにとって所望の付勢特性を提供する弾性部材を選択することを可能にする。調節可能な弾性部材か、又は複数の部分であるがほぼ同じ方向に取り付けられた弾性部材を、ユーザが所望の付勢張力特性を選択するために設けることができることが理解される。

図２２及び図２３に最もよく示されるように、背骨フレーム１３は、ボルトなどで椅子フレーム２１０に取り外し可能に固定された上部背骨フレーム２０７を含み得る。背もたれ部３００が、上部背骨フレーム２０７に動作可能に固定されており、それによって、全く新しい椅子を購入する必要なく、必要に応じて背もたれ部を交換することが可能になり、かつ／又はより容易な保管及び輸送のために背もたれ部を分離して容易に再設置することが可能になる。

人間工学的モーションチェアは、コンピュータシステム４０２（図２８）と通信状態のコントローラ傾斜計４００（図２７及び図２８）を含んでもよい。コントローラ傾斜計４００は、座部５の左右（side-to-side）及び前後の同時の動きを検出及び使用して、コンピュータ画面上のカーソルを移動させることなどによって、又は機能もしくはコンピュータプログラムなどを命令することなどによって、コンピュータシステム４０２を制御することができ、あるいは、動作、姿勢制御、又は関連するものを理解及び分析し、健康及び身体能力の改善のために推奨される動きをユーザに知らせるために、椅子の使用時のユーザ活動に関するデータを収集することができる。図２８を参照すると、１つの可能なコントローラ４００の実施形態において、コントローラは、互いに通信状態にある、電源４０３、プロセッサ４０４、送信機４０５、及びセンサ４０６を含み、座部５の動き及び位置を検出及び収集し、その情報をコンピュータシステム４０２に送信する。センサ４０６としては、二次元又は三次元の傾きセンサなど挙げることができる。電源４０３は、内部バッテリであってもよいし、又は有線補助電源からのものであってもよい。同様に、送信機４０５は、必要に応じて有線であってもよいし又は無線であってもよい。好ましくは、コントローラ４００からの情報は、コンピュータシステム４０２に無線４０１で送信される。

背もたれ部３００は、図３０～図３３に最もよく示されるように、ユーザの背中との人間工学的係合を提供するように最適化することができる。好ましくは、背もたれ部３００は、本発明の人間工学的モーションチェアに動作可能に固定することができる細長く狭い上部３０１を有するが、従来のオフィスチェア及び他の椅子に設置されたときにも利点を提供することができる。背もたれ部３００は、好ましくは、背もたれ部３００に背中を載せて椅子１００’’に腰掛けたときにユーザ３０３の脊柱３０２を支持する第１の規定の厚さ３０９を有するが、第１の規定の厚さ３０９は、ユーザの左肩甲骨３０５と右肩甲骨部３０４との間の距離よりも小さいのが最適である。第１の規定の厚さ３０９の範囲は、約７．６２ｃｍ～１７．７８ｃｍ（約３インチ～７インチ）であり、好ましい厚さは８．８９ｃｍ～１２．７ｃｍ（３．５インチ～５インチ）である。第１の規定の厚さ３０９の間の表面の幾何学形状及び輪郭は、ユーザ３０３の脊柱３０２に向かって前方に突出する、第１の規定の厚さ３０９の端点同士の間にある材料からなる弧又はドームを含んでもよく、従って、ユーザが寄りかかったときの脊柱３０２との最初の係合は、まず、その領域における支持を最大化するように、脊柱上で中心に合わせられ、位置合わせされることになる。背もたれ部３００は、ユーザの下部胴体を支持するために第２のより広い規定の厚さ３１０を有してもよく、第２の規定の厚さは、図３１に示されるように、遠位下端部３３４の範囲内において、座部５に向かって、背もたれ部３００の第１の規定の厚さ３０９から遠位下端部３３４に向かって変化する。厚さ３１０の範囲は、４０．６４ｃｍ～５８．４２ｃｍ（１６インチ～２３インチ）であってよく、好ましい範囲は、４５．７２ｃｍ～５５．８８ｃｍ（１８インチ～２２インチ）である。細長い上部背もたれ部分３０１の垂直方向の寸法範囲３３３は、１２．７ｃｍ～２２．８６（約５インチ～９インチ）であり、好ましい範囲は、１５．２４ｃｍ～２０．３２ｃｍ（６インチ～８インチ）である。下部背もたれ部３００の垂直方向の寸法範囲３３４は、２０．３２ｃｍ～３３．０２ｃｍ（８インチ～１３インチ）であり、好ましい範囲は、２２．８６ｃｍ～３０．４８ｃｍ（９インチ～１２インチ）である。ユーザの様々な体型及び身体寸法に適合するように、細長い部分３０１を有する背もたれ部３００の複数のサイズを提供又はカスタマイズすることができることが理解される。

図３２を参照すると、背もたれ部３００は、背もたれ部３００の全長３４４にわたって実質的に均一な第１の規定の厚さ３０９を有する細長いパネルであってもよい。
図３３を参照すると、肩甲骨３０４、３０５及びユーザの肩領域を妨げることなくユーザの背中を支持する背もたれ部３００を提供することにより、ユーザは椅子１００’’に寄りかかり、図３３に示すように、肩甲骨３０４、３０５及び肩領域を脊柱３０２の後ろで後方に伸ばし、脊柱３０２の周りで弧を描くことができる。この動きにより、ユーザは、椅子１００’’に寄りかかったままユーザの前側胸部領域３１１を伸ばすために、肩及び肩甲骨領域３２０を解放して背もたれ面３１２の背後に動かすことができる。ユーザは、寄りかかって、重力と、肩甲骨及び肩領域内の非制限空間とを利用して、同時に又は独立して、前側胸部領域の伸張を最大化することができる。

本発明の追加の特徴及び利点を十分に説明してきたが、開示された各特徴が全ての実施形態に含まれる必要はないことが理解され得る。更に、これらの特徴の多くは、既存の椅子設計を改善するために使用することができる。例えば、図２９に示すように、第４の可能な人間工学的チェア１００’’’の実施形態が示される。この実施形態では、座面より上に位置決めされた枢動軸線７において座部５の左右（left-to-right）、側方方向（side-to-side）の枢動をもたらす左右（left-to-right）、側方方向（side-to-side）運動構造は、座面より下に位置する枢動軸５００において座部の前後の枢動をもたらす従来の座部基部５０１に動作可能に固定することができる。

加えて、例示的な第３の実施形態１００’’の背もたれ部３００は、例示的な第１の実施形態１００、第２の実施形態１００’、例示的な第４の実施形態１００’’’上に設置することができるか、又は任意の他の既存の椅子設計に追加することができる。従って、本開示の実施形態を、本発明を完全に開示し、説明するために提供したが、それらは、特許請求の範囲を超えて本発明を限定するものとみなされるべきである。

Claims (23)

1. フレームと、
   座面を画定し、前記フレームに動作可能に固定された座部であって、前記座部が前側、後側、左側、右側、及び左右中心を有し、
   前記座部が、第１の回転軸線の周りで左右に実質的に枢動可能であり、
   前記第１の回転軸線が前記座面より上に位置決めされており、前記座部の前記左右中心が、前記第１の回転軸線の周りで、かつ前記第１の回転軸線より下で、進み動くようになっている、座部と、
   を備える椅子。
2. 第２の回転軸線の周りで前後に実質的に枢動可能である前記座部と、
   前記座面より上に位置決めされている前記第２の回転軸線と、
   を更に含む、
   請求項１に記載の椅子。
3. 前記座部が、前記第１の回転軸線及び前記第２の回転軸線の周りで同時に枢動可能である、
   請求項２に記載の椅子。
4. 前記フレームに対する中立位置を有する前記座部を更に含み、前記座部を前記中立位置に付勢するための付勢構造を更に含む、
   請求項２に記載の椅子。
5. 前記座部が、左右方向中立位置を有し、前記座部を前記左右方向中立位置に付勢するための付勢構造を更に含む、
   請求項２に記載の椅子。
6. 前記座部が、前後方向中立位置を画定する第２の回転軸線の周りで前後に枢動可能であり、前記座部を前記左右方向中立位置及び前記前後方向中立位置の両方に同時に付勢するための付勢構造を更に含む、
   請求項３に記載の椅子。
7. 前記付勢構造が、弾性部材を含む、
   請求項６に記載の椅子。
8. 前記フレームが、細長い背骨フレーム及び基部を含み、前記座部が、前記基部を動作可能に係合する細長い背骨フレームに動作可能に固定されている、
   請求項１に記載の椅子。
9. 前記座部の後部が、背骨フレームに動作可能に固定するための後部取付部分を含み、
   前記座部の前部が、前記背骨フレームに動作可能に係合するための前部取付部分を含み、
   前記フレームが、前記前部取付部分及び前記後部取付部分のうちの少なくとも１つに動作可能に係合するための少なくとも１つのローラを含み、それによって、前記座部が、前記第１の回転軸線の周りで左右に進み動くように実質的に枢動可能であることを可能にする、
   請求項１に記載の椅子。
10. 前記背骨フレーム及び前記基部のうちの一方が、湾曲部を有し、
    前記背骨フレーム及び前記基部のうちの他方が、前記湾曲部に動作可能に係合する少なくとも１つのローラを有し、前記座部が前記第２の回転軸線の周りで進み動くように実質的に枢動可能であることを可能にする、
    請求項９に記載の椅子。
11. 前記フレームに動作可能に固定された背骨フレームを更に含み、
    背もたれ部が、前記背骨フレームに動作可能に固定されている、
    請求項１に記載の椅子。
12. 前記背骨フレームが、前記フレームに取り外し可能に固定されている、
    請求項１１に記載の椅子。
13. 前記第１の回転軸線が、前記椅子が使用されていないときには、前記座面の上方０．６３ｃｍ（０．２５インチ）～３０．４８ｃｍ（１２インチ）の間に位置決めされている、
    請求項１に記載の椅子。
14. フレームと、
    座部表面を画定し、前記フレームに動作可能に固定された座部であって、前記座部が前側、後側、左側、右側、左右中心、及び前記フレームに対する中立位置を有し、
    前記座部が、第１の回転軸線の周りで左右に実質的に枢動可能であり、
    前記椅子の使用時に、前記第１の回転軸線が、前記座部表面より上に位置決めされており、前記座部の前記左右中心が、投影された前記第１の回転軸線の周りで、かつ前記第１の回転軸線より下で、スイングし、動くようになっている、座部と、
    を備える椅子。
15. フレームと、
    座面を画定し、前記フレームに動作可能に固定された座部であって、前記座部が前側、後側、左側、右側、及び左右中心を有し、
    前記座部が、第１の回転軸線の周りで左右に実質的に枢動可能であり、
    前記第１の回転軸線が、前記座面より上に位置決めされており、前記座部の前記左右中心が、前記第１の回転軸線の周りで、かつ第１の回転軸より下で、進み動くようになっている、座部と、
    前記フレームに動作可能に固定された背もたれ部であって、
    前記背もたれ部が、前記座部に向かって配置された下部と、前記下部から延びている反対側の上部とを有し、
    前記上部が、第１の規定幅を有し、
    前記下部が、第２の規定幅を有し、
    前記第１の規定幅が、前記第２の規定幅よりも小さい、背もたれ部と、
    を備える椅子。
16. 前記椅子にもたれて座ったときに、ユーザの左右の肩甲骨の動きを大きく妨げることなく、前記上部がユーザの脊椎を支持する、
    請求項１５に記載の椅子。
17. 前記第１の規定幅が、７．６２ｃｍ（３インチ）～１７．７８ｃｍ（７インチ）である、
    請求項１５に記載の椅子。
18. 前記第２の規定幅が、４０．６４ｃｍ（１６インチ）～５８．４２ｃｍ（２３インチ）である、
    請求項１５に記載の椅子。
19. 前記座部が、前後方向中立位置を画定する第２の回転軸線の周りで前後に枢動可能であり、
    前記第２の回転軸線が、前記座面より下に位置決めされている、
    請求項１又は１４に記載の椅子。
20. 前記椅子に動作可能に固定されたセンサを更に含む、
    請求項１又は１４に記載の椅子。
21. 前記センサが、コンピュータシステムと通信状態である、
    請求項２０に記載の椅子。
22. 前記椅子が、前記座部の前後枢動を画定する第２の枢動軸線を有し、前記センサが、左右枢動軸線及び前後枢動軸線のうちの少なくとも１つに沿った前記椅子座部の動きを検出し、この検出された動きを前記コンピュータシステムに送信する、
    請求項２１に記載の椅子。
23. 前記コンピュータシステムが、前記センサから収集された情報を使用して、前記椅子に座っている間の前記ユーザの運動データを収集する、
    請求項２２に記載の椅子。

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