［技術報告］

木製福祉用具と新機能付加車椅子の試作＊藤澤充 、高橋 民雄 、米倉 勇雄
長嶋 宏之 、長谷川 辰雄 、小林 正信
堀田 昌宏 、浪崎 安治 、高橋 幾久雄
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県内企業のものづくり研究開発力向上と福祉機器産業の育成を目的に、平成10年度ものづくり試作開発支援センター整備事業により導入した福祉機器・用具開発のための設備群を活用して、木製福祉用具と新機能車付加椅子を試作し、展示会を開催した。今後、アンケート調査結果を基に、人間工学的な評価及び改良を加えながら、人に優しいものづくりに取り組む予定である。
キーワード：福祉機器、木製福祉用具、新機能付加車椅子、人間工学

Trial Manufacture of Wooden Welfare Goods
and a Wheel-chair with New Function
FUJISAWA Mitsuru, TAKAHASHI Tamio, YONEKURA Isao
NAGASHIMA Hiroyuki, HASEGAWA Tatsuo,KOBAYASHI Masanobu
HOTTA Masahiro, NAMIZAKI Yasuji and TAKAHASHIIkuo
To improve the ability of developmentandpromote auxiliary instruments industry in Iwate, we
made woodenwelfare goods andawheel-chairwithnewfunctionby new machines introduced in1999.
And we held the exhibition of those trial products for the result spread. In future,due to the results of
thisquestionnairesurveywetrytochallengehuman-friendlymanufacture byergonomics.
keywords： auxiliary instruments,woodenwelfaregoods,wheel-chairwithnewfunction,ergonomics
１緒言

今回これらの設備を有効活用することによって、県内

２０１５年には６５歳以上の高齢者の割合が４人に１企業のものづくり研究開発力向上と福祉機器産業の育成人という超高齢社会が到来すると予測されている。少子を目的に、研修・技術指導・設備開放・共同研究を実施化もあって、介護する人が絶対的に不足するため、高齢したので、その経緯について報告する。

者や障害者の生活を支援する福祉機器や用具が必需品となり、その需要はますます拡大するものと考えられる。
しかし、現在の福祉機器や用具は全般に使い難く、例

２２−１

方法

木製福祉用具の試作

え使い易くても北欧などからの輸入品のため高価だった

圧縮処理による木材曲げ加工用のコンプウッドシステ

り、日本人の体型や生活習慣に合わないものが多いのがム(デンマーク製)を使って、樹種の違いと処理条件の組実状である。同時に、現状の景気低迷を打破するための合せによる曲げ加工の適性について実験した。その結果

新産業分野創出の有望な分野として、福祉機器産業の育を企業に展開するために、(協)岩手木工センターとの共成が期待されている。

同研究により、福祉現場ニーズ調査とその調査結果に基

そこで、人に癒し効果のある木材利用と人体の形状や動作特性を考慮して一人一人にぴったりと合った安全でづいて、コンプウッドシステムで処理した木材を中心に活用して、木製福祉用具の試作を行った。

使い易い「人に優しい」福祉機器や用具を開発するため代表的な木製車椅子の開発コンセプトとしては、曲げに、平成１０年度「ものづくり試作開発支援センター整

木を使うことで力学的な強度を出すとともに、柔らかな備事業」により、福祉機器・用具開発のための設備(金カーブを表現し、視覚的にも優しいものとした。また、属及び木材曲げ加工、人体寸法計測、動作解析、生体解

アームの部分は特に人の手があたるため、塗装は木の感析等)を導入した。

触を活かすように配慮した。

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人に優しい福祉機器の開発（福祉機器開発事業 ）：福祉機器開発プロジェクト＊＊

電子機械部、＊＊＊

木工特産部、

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金属材料部

岩手県工業技術センター研究報告
２−２

新機能付加車椅子の試作

最近は、車椅子で外出する人のためにバリヤフリー構造の道路が増えつつあるが、それは未だごく一部であり、第７号（２０００）

保存が可能、引き割加工が可能、冷えた状態でも曲げ加工が可能、乾燥後は従来の木材と同等の強度が従来と異なる点である。

どこにでも行ける状況とはほど遠いものがある。一般のまた、岩手木工センターとの共同研究の手始めに、障道路における代表的な障害物は、段差と傾斜角の大きい害者及び高齢者が日頃抱いている福祉機器に対するアンスロープであるので、これを安全で省力的に乗り越えるケート調査を行った結果、福祉機器を木製化にすることための機能について検討を行った。

に対して、下記のような要望等があった。

開発コンセプトとしては、①お年寄りや障害者がわか一目見て優しく気持ちがよい。/一日中車椅子なのでりやすい単純な機構であること、②故障した場合でも自通常品では大変疲れる。/木製品で欲しいものは風呂用転車店などで簡単に修理可能なものであること、③電気椅子、台所用品、シンク周りの改善である。/ワーキン

的な動力を使わずに楽に漕げること、④後退と後方転倒グ用カットアウトテーブルがあればよい。

を防止する安全機能をもつこと、⑤木の感触を重視することを基本方針とした。

また、全般的には下記のような意見の他、木に対する親しみ、憧れ、必要性が伺われた。

そこで、前輪持ち上げ用の段差乗り越えハンドルをは普段の生活の中で使う椅子が意外と少なく、値段も高じめ、ギア比を約 1/2 にして勾配を漕ぎやすくする変速

くニーズに合わないものが多い。/木製介護用品に限らギアとその切り替えレバー、後退防止用のラチェット機ず少数の注文が出来ない。/昔から親しんだ木が身近に構、後方転倒防止補助輪から構成される新機能付加車椅

あれば老人は嬉しい。/立ち上がり動作に時間がかかる。

子を設計した。
金属加工には CNC パイプベンダ等の金属曲げ加工機

このアンケート結果を基に、類を活用し、コンプウッドシステムで処理した木材を輪今回の圧縮処理条件で処理した状に成形してハンドリムとして取り付けた。

ブナ材を用いて、約２１種類４０点の木製福祉用具(車椅子(図２−３

人間工学的解析・評価方法の検討１)、座椅子、風呂用具、歩行解析装置には、大きく分けて、人体形状計測・動作解器、てすり、テーブル、ボック

析・生体解析があるが、どの装置も臨床学的な知識が必スなど)を試作し、３月中旬に要で操作が難しい上に、データ解析手法も習得しなけれ当センターと盛岡市中央公民館ばならないため、メーカーおよび大学からの指導を受けで「やさしさのかたち」展

図１ 木製車椅子の外観ている最中である。また、各種シンポジウムやセミナーに積極的に参加して、人間工学的解析・評価手法や福祉機器開発の方向性等に関する情報を収集した。
３３−１

結果

木製福祉用具の試作展示会「やさしさのかたち」展の開催導入したコンプウッドシステムは、従来型のスチーム加熱だけで曲げる方法に替わって、木材を 100 ℃の蒸気釜（オートクレイヴ）に入れ、約３〜４時間加熱し、そ

図２

やさしさのかたち展全景の後、プレス内で木口方向より 15 ％〜 20 ％の縦圧縮を(図２)を開催したところ、６日間で約６００名の来場者する。これによって木材の縦方向の繊維壁面がアコーデがあり好評を得た。来場された県民からのアンケート結ィオンの様な蛇腹状になることで、曲げ木が容易に出来果の主なものは次のとおりであった。

るようになる。
コンプウッドシステムの基礎的な曲げ加工特性データ収集として、１５種類の木材について圧縮処理実験を行った結果、ナラ材やブナ材の広葉樹材が破壊されずに処・暖かい感じで日本にちょうど良い。
・木製のカーブがよい。
・このように心の安らぐ物の方が一生使えて喜びの時間が多くなるのではないか。

理できた。一方、著しく破壊したものは松材やスギ材に・非常に良くできているし、歩行困難な方は助かる。

代表される針葉樹類であった。同一処理条件での実験で・木の温もりが丸みのある作りでとても良く伝わる。

このような差が出たことから、コンプウッドシステムに・車椅子の背の部分を高くして、老人の頭を支えられよる木の圧縮と曲げの特性は木の細胞構造に依存していることがわかる。
コンプウッドシステムで処理した圧縮木材は、長期のるようになるともっと良い。
・他の製品よりも木の温もりが特に感じられた。
これらのアンケート調査結果はまだ十分に整理できて木製福祉用具と新機能付加車椅子の試作はいないが、これから評価を行うこととしている。の時間を確保して装置操作及びデータ解析の訓練が必要であるし、どのような形で適用を図っていくのが効果的

３−２

新機能付加車椅子の試作であるかを今後検討しなければならない。

組立が難しくまだ不備な点があるため、まだ実用には以下に、研修及び指導を受けた際や展示会見学・シン耐えない状況ではあるが、下記の機構を付加した車椅子

ポジウム聴講の際に重要だと感じ、今後の研究や企業に(図３)を試作した。

とって参考になると思われる事項を列記する。
● SolidWorks98 研 修 ( ４ /26 〜 28 ： 東 京 新 橋 )

変速ギア

変速レバー

部から取り込んだ人体形状等のデジタル化されたデータボックス
段差乗り越え後方転倒防止

ハンドル

補助輪

図３

本ソフトは体型応用モデリングシステムの中では、外主車輪を用いて製品設計作業を行うものであるが、以下のような特徴がある。
ソリッドモデラーに属すので、図面、モデリングおよ木製ハンドびアセンブリの段階的作業により、設計から動作シミュ

リムレーションまでを行える。/感覚的な造形ではなく、数試作した新機能付加車椅子の外観値入力による設計が主体である。/他の関連ソフトとの連携により、設計したモデルの構造解析等が可能である。

［段差乗り越え機構］●生体計測研修(９ ７/ 〜９：東京田町)

普通の車椅子の主車輪は、直径が 60cm 以上であり、「人間工学のための生体計測の基礎コース」というメ

主車輪のみであれば 10cm 程度の段差は比較的容易に乗ーカー主催の研修があり、生体信号測定の仕組みと MEり越えられる。しかし、車椅子の水平姿勢を維持するた機器の知識、アーチファクト対策をはじめ 、生体信号(脳めに主車輪の前方に取り付けられている補助輪の直径が波、表面筋電図、瞬目と眼球運動、心電、重心動揺、体20cm 以下で、これが段差に突き当たってしまうために温変化など)の意味や測定方法、自律神経機能との関係介護者などが椅子全体を後ろに倒すようにして段差の上と応用を座学と実技で習得できる。に補助輪を持ち上げてやらないと乗り越えができない。

● 感 性 工 学 会 シ ン ポ ジ ウ ム ( ６/５ ： 東 京 )この動作を車椅子使用者が自力で可能にするため、図

日本感性工学会では各研究部会が独自に活動を行って３に示すように主車輪と補助輪との中間に補助輪を持ちおり、現在約 40 近い研究部会が学会設立に向けて準備上げるためのハンドルを取り付けた。その機構は、下部されている。ものづくり事業に関連ある部会としてはユフレームに固定したメスの角ネジに噛み合ったオネジニバーサルシステム研究部会や魅力工学研究部会、そのが、ハンドルを回すことによって下方に伸び、その先端他にも人間の感覚や好みを数値化、定量化しようとするのキャスターが補助輪を持ち上げるもので、ハンドル軸部会が存在する。分野を限定しない感性工学の幅広さととオネジを滑りキーで連結することでキャスターが下が福祉関係等への応用性の高さを知ることができて、有益ってもハンドルの位置は変わらないようにした。

な学会である。

［変速および逆転防止機構］● 米 国 福 祉 機 器 展 及 び セ ミ ナ ー ( ７/７ ： 仙 台 )車椅子で楽にスロープを登る方法として、手漕ぎ力低

海外では公設機関やベンチャー企業の出展が多いが、減のための変速機構と、逆転防止のためのラチェット機

まだ日本では少ないのが実状である。セミナーでの意見構を取り付けた。スロープで、図３に示す変速レバーをとして、商品コンセプトの明確さを第一にすべきである

作動させると、約２分の１の手漕ぎ力で登坂が可能とな/リハビリの方向性は、米国では１人で何とか生活させり、手を離してもスロープを転げ落ちる危険が解消されるが、日本では五体満足に近づける/介護体制は、米国る。但し、手漕ぎ輪と主車輪の軸は同軸であることが望では道具を使用して日常生活をさせるところまで行う

ましいため、変速機構はかなり複雑なものになった。

が、日本では寝たきり看護が楽な福祉機器が設計されて［後方転倒防止機構］いる等が出された。

段差乗り越えの際、および登坂時の後方転倒を防止す● 国 際 福 祉 機 器 展 ( 10/14,15： 東 京 )るため、主車輪の後方に後方転倒防止補助輪を取り付け今年は、海外企業 15 カ国・112 社を含む 542 社が出た。この補助輪は、普通の走行の際には浮いた形になっ展し、入場者数は約 12 万人。移動機器・福祉車両ブーており、水平姿勢維持補助輪下端が主車輪よりも 15cm

スにはオーダメイドのタイプ、木製、各種スポーツ用等

以上持ち上がった際に接地するようになっている。の車椅子とその関連製品の出展が目立つ。日常生活用品
ブースでは、食器・文具・家具等の自助具やユニバーサ

３−３

人間工学的解析・評価方法の検討

ル製品展示が、建築・住宅・施設用設備ブースでは、バ各装置について、約２回程度教育を受けたが、まだ使リアフリー対応の住宅や高齢者・障害者対応の衛生陶器えこなせる状況ではない。継続して指導を受け、かなり等の展示や実演が行われていた。

岩手県工業技術センター研究報告● 第 １ 回 福 祉 技 術 部 会 シ ン ポ ジ ウ ム ( 10/28,29： つ く ば )第７号（２０００）
４考察

前回の続編的な発表内容も多く、福祉機器開発とその試作した新機能付加車椅子と木製福祉用具は第１号機

評価には時間がかかる。岩手県も県内外の大学等の指導としてやっと試作してみた段階であるため、実用化のたを受け、外部との連携を深めながら徐々に土壌を整備しめの評価がまだこれからである。具体的には、木製福祉ていかなければいけない。また、開発テーマは企業が発用具はデザイン重視で試作したため、安全性や機能性の掘・選定し、公設試は情報提供、技術支援、コーディネ配慮が不十分であり、新機能付加車椅子は機能面だけにート(必要に応じて共同研究)を行うのが自然である。

特化して試作した段階であるため、実用性に乏しい。

●生命研(持丸研究員)による動作解析及び生体計測指導

特に、当センターが独自に取り組んだ新機能付加車椅子

結 果 ( 12/9,10： 盛 岡 )の試作は、市販の車椅子を改造する形で進めたが、次の・被験者の取り扱いに関しては、倫理規定、同意書、ような問題点が浮き彫りにされており、その解決のため女性スタッフ、保険や謝金の予算措置が必要となる。
・最初はできるだけ簡素化した人体モデルを用い、簡今後さらに実用化に向けた改良を進める予定である。
1)今回使用した市販の車椅子は、折りたたみ式であり、単な計測から徐々に高度な計測に移るのがよい。

その機能性と重量軽減を重視しているためと考えられる・人間を計測するためのマーキングポイントの習得にが、フレームに使用している鋼管の肉厚が薄く強度が小は実習経験が不可欠である。
●知能型福祉介護機器開発協議会設立記念シンポジウム( 12/16： 仙 台 )さい上、左右・上下の寸法がバラバラで、例えば長さが60cm 以上になる段差乗り越え機構などの中心線を曲げず、左右同じ位置に取り付けることが困難であった。

・21世紀のキーワードは「環境、福祉、安全」であり、

2)全ての機構部品に鉄系材料を使用したので、改造後迅速でかつ十分な調査に基づく事業化が必要。の車椅子の総重量が約 50Kg にもなり、取り扱い上の問・高齢化社会では行動範囲が狭まるため、今後通信販

題が出てきた。

売の増加が予測される。また、介護保険がスタート

車椅子の性能は、電動品を中心に年々向上しているとすることにより、販売よりレンタルが主流となる。

ともに、大幅な製造コストの低減が計られ、普及品では・最初に流通事業者の意見を聞くべきである。

３万円代のものが市販されるようになっている。
従って、・介護者とケアマネジャの大半が女性であるので、女車椅子の製造メーカーが皆無である本県業界が、これか性の感性に訴えることがカギとなる。
・今後フィッティング技術が重要なファクタとなる。
●東北大(山本講師)による動作解析指導結果

ら車椅子業界に新規参入することは、製造技術の導入・習得と、その合理化によるコスト低減の壁が高く、極めて困難である。わずかな望みがあるとすれば、他のメー( ２ /８ ： 仙 台 、 ３ /９ ： 盛 岡 )カーにはない画期的な機能を付加するか、障害者もしく・マーカー貼付に適したウェア選択とバンド(膝の上はお年寄り一人一人の身体の大きさや障害の程度に合っ下)の活用と、マーカーが隠れないようにカメラのた、その人のための一台を作るという方法が考えられる。

台数は６台以上、８台が望ましい。

その際に、本研究の経験が生かされれば幸いである。

・椅子などの小物はカメラ視界を遮らないような工夫が必要である。
・移乗動作等の解析は非常に難しいので、簡素化したモデルで行う工夫が必要である。

全般的には、本来の目的でもあるように、人体形状計測や動作特性・生理学的解析などにより、安全性や操作性、快適性などの向上に取り組み、さらに「人に優しいものづくり」に挑戦したいと考えている。しかし、平成・関節モーメント法等データ解析手法として、臨床歩１０年度ものづくり試作開発支援センター整備事業によ行分析研究会が開発したデータ変換プログラムではり導入した設備群は、どの設備も操作方法及び応用が難Excel による解析が有効である。

しいため、基礎的な実験データがかなり不足している状・マーカーは左右５カ所ずつでかなりの解析が可能。

況にある。福祉機器に限らず一般的な商品開発に関して・実際の計測に入る前に、データ検証のためのシステも言えることであるが、斬新で良いアイディアと素早いムチェックが必要である。
●生命研(木塚研究員)による生体計測指導結果対応が不可欠であるので、開発体制を含めた開発環境を早期に整備充実したいと考えている。

(３ /24： つ く ば )筋肉の収縮状態を電位に変換したものが筋電位であ謝

辞り、筋肉の活性化の状態を知ることができるが、現在は共同研究を実施していただいた協同組合岩手木工セン

皮膚に近い筋肉の状態しか計測できない。筋力は最大筋ターの方々をはじめ、人間工学的な解析についてご指導

力の３０％程しか使われておらず、筋電図と筋出力(トをいただいている東北大学大学院医学系研究科の山本澄ルク)を表にすると、ほぼ比例関係となる。しかし、微子講師、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所

少トルクでは比例関係が成り立たず微妙な曲線を描く。

人間環境システム部の持丸正明研究員、同所木塚朝博研

この特徴を利用してリラックス度の計測が可能となる。

究員に感謝の意を表します。

木製福祉用具と新機能付加車椅子の試作