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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

ロフト用はしごの使用時筋負担から見た評価

はしご筋負担

正会員
正会員
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階段筋電計

1.研究目的
居住空間内等において、はしごは階段を設置する空間を十分に確保できない場所で高低差を移動する手段として用いられることがある。しかし使用時の負担に関して、まだ十分な研究がされていない。本研究では住宅で用いられるロフト用はしごに注目し形状、勾配の違いが筋負担にどのような影響を及ぼすかを定量的に比較・評価す

○石山
垂井萩原

2.実験概要2-1. 実験装置
既製品のはしご勾配、寸法と 2Ｒ＋Ｔ(Ｒ：蹴上、正会員
正会員
正会員

久保田 一弘*2
布田 健*4
直井 英雄*6

表 1 実験対象ロフト用はしごの勾配、踏み板間隔単位[㎜]勾配
RT の関係
RT
R2+T2
R
T
R2+T2
R
T
R2+T2

狭い歩幅2R+T=450自然歩幅2R+T=600ることで、ロフト用はしごを設計に用いる際に参考にしうる基礎資料を作成することを目的とする。

祐己*1
健吾*3
一郎*5

広い歩幅2R+T=750

緩い勾配
60 度
175101202234135270291168336

通常勾配
75 度
19953205
2657127333189341

急勾配
90 度
2250225
3000300
3750375

Ｔ：踏面)をパラメータとして得られる踏み板間隔よりモデル化したはしごを装置として可能な勾配及び踏み板間隔寸法を導き出し、3 種類のはしごを 3 パターンの勾配で配置したものを実験対象として使用した(表１)。本実験では勾配の違いから生じる踏み板間隔の誤差が実験結果に影響を及ぼさないものと考え、踏み板間隔を 210

図 1 実験装置略図㎜、280 ㎜、335 ㎜とし実験を行った(図 1)。はしごの材料は形状の統一を図るため単管パイプから製作した。なお、比較のため建築基準法限界の階段も測定対象とした。
2-2. 被験者
本学建築学科の男子学生 6 名とした。
2-3. 実験方法ⅰ)実験手順：被験者には、両足をそろえた状態から

図 2 RawData
筋電測定部位
0.4

えて静止させた。

0.2ⅱ)筋電計による測定：測定部位(図 2)に表面筋電計を[ mV ]

スタートの合図で右足を踏み出し、5 歩目で両足をそろ

図 3 測定した下肢関節角度

0-0.2

貼付け、スタートから 10 秒間筋電の測定を行い図 4 の-0.4

ような波形データを得た。

0.00ⅲ)下肢関節角度の測定：被験者には観測点として左1.00

2.00

3.00

4.00

図 4 筋電計波形データの一例

5.00

右の膝、踝に観測印をつけ、観測点を追跡することによ2-4. 実験場所

り下肢関節角度(図 3)を測定した。

(独)建築研究所ユニバーサルデザイン実験棟で行なった。

ⅳ)昇りやすさについてのアンケート調査：被験者に

3. 実験結果及び考察は実験終了後、昇りやすさについて、勾配 60 度、踏み3-1.測定データの検討

板間隔 280 ㎜のはしごを基準とし、｢とても昇りやすい｣本実験データのばらつきの程度を検討するために基準から、｢とても昇りにくい｣まで－2 から＋2 までの 5 段化した分布(図 5)を求めた。これを見ると平均値に対し階でアンケートをとった。

±1 割程度のばらつき幅に納まっている。

ISHIYAMA Yuki et al

A Study on the Evaluation of Loft Ladder
Under Consideration of Muscle Load during Climbing Up―955―

ch40.14088

電積分値を踏み板間隔・勾配で比較すると、踏み板間隔の変化でははっきりとした結果が得られなかっ50403020100

実測度数0.8た。勾配別では各踏み板間隔でおおよそ 75 度勾配が0.94.8
筋電積分値[mVs]ⅱ )高 さ 1ｍ あたり の 総 和 筋 電 積 分 値 を 勾 配 ・ 踏み板
間 隔 別に みる と 、 60 度 勾 配 で 総 和 筋 電 積 分 値 が大きく 、 75・ 90 度 では 違 い が み ら れ な か っ た (図 6)。 また踏み板間隔が大きくなると、積分値が小さくなる
傾 向 がみ られ た 。高 さ 1ｍ あ た り の 積 分 値 で 勾配 60勾配[°]75904.23.3勾配[°]3.9280335
踏み板間隔[mm]210

勾配別では僅かではあるが、勾配が急になるほど下肢関節角度が小さくなる傾向がみられた｡

踏み板間隔[mm]210 280 335

110907050303-4．各はしごの官能評価結果について

906075勾配[°]90

下肢関節角度測定値

官能評価-1-260‐21060‐28060‐335 75‐210 75‐280 75‐335
勾配[°]ー踏み板間隔[mm]90‐21090‐28090‐335

図 9 官能評価の結果（平均）3.8

筋電積分値[mVs/m]が最も多く、次に 60 度勾配のはしご共に最も多く、5003-5．階段とはしごの比較

これは、3-2 と同様 に高 さ 1ｍあたりの 段数が、階段701

能評価の関係は本実験では得ることができなかった。

し次に 60 度勾配はしごが高い値を示した (図 10)。

75勾配[°]

図8にくいと感じる結果となった。また筋電積分値と官ⅰ )実験 結果 よ り 56 度 の 階 段 が 最 も 高 い 筋 電 量を示

902るという評価を得た(図 9)。踏み板間隔においては勾隔 が も っと も 昇り や す く 感 じ 、 210、 335 ㎜ で は昇り

踏み板間隔[mm]210 280 335

1103060

調査結果では勾配が急になるほど昇りにくく感じ

280335
踏み板間隔[mm]

総和筋電積分値
130

膝回転角度[°]

大腿角度[°]

ど下肢関節角度が大きくなる傾向がみられた(図 8)。

90

図 7 高さ１ｍあたりの総和筋電積分値
130

回転角度を比較した結果、踏み板間隔が広くなるほ75

2.43-3．勾配・踏み板間隔と下肢関節角度との関係
勾配および踏み板間隔寸法別に大腿角度および膝602.7

図 6 同じ移動距離の配 が 同 じ なら ば 、 自 然 歩 幅 280mm か ら 得 た 踏み 板間

1.1

3.0210であると考えられる(図 7)。

3.43.02.62.275・90 度勾配が尐ないことが要因と考えられる。

210‐60 210‐75 210‐90 280‐60 280‐75 280‐90 335‐60 335‐75 335‐90 階段‐56
踏み板間隔[mm]－勾配[°]ⅱ )既往 研究 の階段 と 本 実 験 の 自 然 歩 幅 に お け る下肢

図 10

関節角度は、階段、はしごの境目に値の大きな変化
120傾向が見られた（図 11）。

100

角度[°]がある共に勾配が増えるに従って僅かに小さくなる
4.まとめ
今回の実験の結果、勾配では 75 度、踏み板間隔では広い

なお、本研究の遂行にあたっては当時東京理科大学修士学生小林義昌氏、および学部生大森斉氏、竹内裕一氏の協力を得た。ここに記して謝意を表する。

*1*2*3*4*5*6

大腿角度

膝角度

7590806026.5

官能評価から考察すると自然歩幅からの 280mm が最も昇りやすいという評価を得た。

高さ 1ｍあたりの総和筋電積分値からみたはしごと階段の比較

40

歩幅から導き出した 335 ㎜が最も筋負担が尐ないと考えられ、大学院生
工学部 補手 工修
建築研究所，非常勤職員，工修
建築研究所，博士（工学）
建築研究所 工博
工学部 教授 工博

604.5度のはしごが大きいのは、はしごの段数が多いため

東京理科大学
東京理科大学
独立行政法人
独立行政法人
独立行政法人
東京理科大学1

基準値

図 5 基準化した測定データのばらつき

最 も 尐 なく 、 90 度 で 最 も 大 き く な る 傾 向 が 見 られた 。

*1*2*3*4*5*6

正規分布

筋電積分値[mVs/m]ⅰ )同じ 移動 距離（ は し ご に 沿 っ た 距 離 ） で の 総和筋

度数

3-2.勾配・踏み板間隔と総和筋電積分値との関係

354557勾配[°]60

図 11 自然歩幅の階段とはしごの下肢関節角度比較
参考文献
1)｢表 面 筋 電 図 」 (バ イ オ メ カ ニ ズ ム 学 会 編 ） /東 京 電 気 大 学 出 版 局
2)「 新 ・ 徒 手 筋 力 検 査 法 」 /株 式 会 社 協 同 医 書 出 版 社
3) 波 多 野 舞 子 、 垂 井 健 吾 ほ か ： 階 段 の 断 面 形 状 の 違 い が 歩 行 動 作における筋負担及び下肢関節角度に及ぼす影響
斜 路 ・ 階 段 の 移 動 動 作 に お け る 人 体 負 担 に 関 す る 実 験 研 究 そ の 1,
そ の 2 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 E-1 pp1001-1004， 2009．

Guraduate Student, Dept. of Architecture, Faculty of Eng., Tokyo Univ. of Science
Research Assoc.,Dept.of Architecture,Faculty of Eng.,Tokyo Univ. of Science,M.Eng.
Part-time Staff Building Research Institute, M. Eng
Building Research Institute, Dr. Eng.
Building Research Institute, Dr. Eng.
Prof.,Dept. of Architecture, Faculty of Eng., Tokyo Univ. of Science, Dr. Eng.

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