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人生の1/3は寝ているとすると、人生の1/3の時間は寝具に直接触れていることになり、寝具の影響は大きいと考えられる。しかし、寝具の寝心地は曖昧で見ることができず、体型の個人差による寝具の嗜好度などのばらつきがあるため、寝具の寝心地に関して解明されていない点が多い。数値解析は、寝具に寝た際に生体内に生じる変形やそれに伴う応力を数量的に可視化でき、さらに、様々な体型の人体数値モデルを容易に構築できるため、数値解析手法を用いると、未だ不明瞭な点の多い寝心地の本質に迫ることができる。身体各部の生体内応力値とアンケート調査や睡眠実験との関係を明らかにし、生体内に生じる応力の意味を理解することにより、数値解析によって寝心地の良い寝具特性を特定することを本研究の目的とする。
まず、寝姿勢と寝心地との関係を調査した。その結果、胸部周辺と臀部周辺の沈み込み量が同程度だと寝心地が良いことが分かった。身体重量を考えると、どうしても臀部が沈み込んでしまうので、敷き布団の臀部周辺の材料特性を高くし、臀部周辺の沈み込み量を低減させるような敷き布団が快適な寝心地を提供できると考えられる。また、質の良い睡眠をとるには適切な寝返りが必要だといわれており、この寝返りの効果の1つとして血行促進があげられる。そこで、寝返り動作と下肢の血行動態や下肢むくみの関係性について調査した。足を立てて寝返りすると下肢の血行動態が良くなり、下肢のむくみ解消に有効であると考えられた。
以上の睡眠実験を基に、いくつかの体型を再現した人体数値モデルを構築し、敷き布団の臀部周辺の硬さを変化させて数値解析を行ったところ、臀部周辺の沈み込みが低減し、腰部周辺の応力値も変化するという結果になった。よって、敷き布団の臀部周辺を硬くすることによって、寝心地が向上することが示唆された。
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