Evaluating the Reaction Force of Office Chair Backrest for Different Joint Structures

The location of the pivot between the backrest and seat pan of a reclining chair should be identical to the hip joint center to prevent unpleasant user experiences during tilting motion. However, mechanical friction occurs in the pin-in-slot joints that are installed under the seat pan as an alternative to the hinge joint. This reduces the reaction force between the backrest and the occupant's back when reclining and returning to an upright position, which causes the occupant's discomfort. In this study, bearings, rollers, and sliders were suggested as alternatives for the pin component, and the percentage of the reaction force on the backrest was measured while reclining the backrest and subsequently returning it to an upright position. The results show when bearings, rollers, and sliders were used for the pin-in-slot joint, the percentages of the reaction force were $59.7{\pm}10.3$, $47.2{\pm}13.6$, and $30.3{\pm}18.1$, respectively, indicating that the friction of the bearing was the lowest among the three pin components. Because the three alternatives have different manufacturing costs, synthetic judgment requires the consideration of not only mechanical friction but also user experience.

사무용 의자의 조인트 구조에 따른 등판 반발력 분석

등판이 기울어지는 사무용 의자에서 등판 회전축 위치를 인체의 엉덩관절에 일치시키면 인체와 등판이 일체화되어 기울어짐으로써 사용성을 향상시킬 수 있다. 그러나 등판 힌지가 외부로 돌출되지 않도록 하기 위해 적용되는 핀인슬롯 조인트에서 기구적인 마찰이 발생해 등을 기울이고 세우는 동안 사용자에 영향을 줄 것으로 예상된다. 본 연구에서는 마찰 정도가 다른 조인트 부품으로서 슬라이더, 롤러 그리고 베어링 세 가지 유형을 적용하고, 등판 기울임 시 대비 복귀 시의 반발력 비율을 측정하였다. 실험 결과 베어링, 롤러, 슬라이더를 적용한 경우 등판 반발력 비율은$[{\pm}SD]$은 각각 $59.7[{\pm}10.3]%$, $47.2[{\pm}13.6]%$, $30.3[{\pm}18.1]%$로 나타나 베어링을 적용할 경우 마찰이 가장 작았다. 그러나 각 부품들은 생산단가 측면에서 차이를 보이기 때문에 부품 선정 시 마찰감소 성능뿐만 아니라 사용자의 주관적인 만족도를 함께 고려할 수 있음을 제시하였다.