Abstract
In this study, the optimal position for the backrest pivot of an office chair was investigated by evaluating its performance in terms of the lumbar support and sliding distance of the back from the backrest during tilting motions. The simulation was performed using a mathematical model, which included a human body and a chair. Forty-two backrest pivot points were selected on the sagittal plane around the hip joint of a sitting model. A motion analysis study was also performed using a prototype of an office chair (A-type) with a backrest pivot located on the hip joint of a normal Korean model and a typical office chair (B-type) with its pivot located under the seat. The simulation results showed that both the lordosis angle and the slide distance of the back were minimized when the backrest pivot was positioned close to the hip joint. The experimental results showed that the slide distance and gap between the sitter's lumbar and the backrest was smaller with the A-type than the B-type. Based on the simulation and experimental results, it can be concluded that the backrest can support the sitter's lumbar area more effectively as the pivot position for reclining approaches closer to the hip joint. In this position, the sitter can maintain a comfortable and healthy sitting posture. This paper presents the methods and guidelines for designing an office chair with ergonomic considerations.
본 논문에서는 사무용 의자의 틸트 동작시 요추지지 기능과 등의 미끄럼을 평가함으로써 등판 회전중심의 최적 위치를 연구하였다. 이를 위해 인체와 의자로 이루어진 수학적 모델을 이용하여 틸트 동작 시뮬레이션을 수행하였다. 착석된 인체 모델의 측면 상에서 고관절 중심을 포함한 42개의 위치에 등판 회전축 위치를 설정하고 각각 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 등판의 회전중심이 고관절에 위치한 의자 시작품과 좌판하부에 위치한 기존의 의자에 대해 동작분석 실험도 함께 수행하였다. 시뮬레이션 결과 등판의 회전중심이 고관절 중심에 가까이 위치할수록 틸트시 요추각도 변화량과 등의 미끄럼거리는 작아졌다. 한편 실험결과 착석자의 등과 등판사이의 이격변위와 미끄럼변위는 등판의 회전중심이 고관절 위치에 설계된 시작품에서 더 작게 측정되었다. 시뮬레이션과 실험결과로부터 등판의 회전중심이 인체의 고관절 위치에 가깝게 설계되면 틸트시 착석자의 요추를 효과적으로 지지해 줄 수 있음을 알 수 있었고 이때 착석자는 보다 편안하고 건강한 착석자세를 유지할 수 있다. 이 결과는 사무용 의자에서 등판 회전축 위치의 인간공학적 설계를 위한 가이드라인을 제공한다.
