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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2009年 8 月

車いす走行時の筋負担を指標とした斜路計画の評価
車いす斜路

筋電計

筋負担

*

同 久保田 一弘 2
同 萩原 一郎*4

1.研究目的
建築空間内にある様々な高低差は、高齢者、乳幼児、身体の不自由な者、車いす利用者及び介助者、ひいては健康な人々にとっても不便であり、時には危険が伴うことがある。この高低差を解消する手段の一つとして斜路がある。これまで斜路に関する法的基準は、高齢者・障害者等の増加 1) を一つの要因として改廃をくり返し、現在は建築基準法を初め、高齢者、障害者等の移動等の円滑化の促進に関する法律（通称：バリアフリー新法）や各地方自治体の条例がある(表 1)。しかし、それら法的基準以外には、適切な斜路計画の為の実用的な資料は提示されていない。
そこで本研究では、筋電計を用いて斜路の勾配の違い、踊り場の有無などの違いによる車いす走行時（自走型走行および介助型走行：図 1 及び図 2）の筋電積分値の違いを求め、斜路を定量的に比較・評価し、設計時に用いることのできる基礎資料を作成することを目的とする。

2‑2.実験概要
ⅰ.実験日時：2008 年 8 月 25 日(月)、 26 日 (火)ⅱ.実験場所：独立行政法人 建築研究所
ユニバーサルデザイン実験棟 1F
ⅲ.被験者数：本学建築学科の男子学生 6 名
ⅳ.実験装置：実験用斜路(図 3)(最大寸法[mm] W:4800,D:11000,H:800)
ⅴ.斜路勾配：1/8、1/12、1/20
ⅵ.使用機器：筋電計測器(㈱DKH 社 TRAIAS システム)
車いす、ビデオカメラ（距離測定用）
ⅶ.筋電測定部位：予備実験、文 献 3) 等を参考に自走型
走行においては、三角筋・上腕二頭筋・上腕三頭筋・手根屈筋、介助型走行においては大腿四頭筋・大腿二頭筋・前頚骨筋・下腿三頭筋の下記箇所を選定した(図 5 及び図 6) 。

法・条例など

施行

勾配%

角度(°)

昭和 25 年

1/812.57.0

兵庫県福祉のまちづくり条例

平成 4 年

1/128.34.8

ハートビル法平成 6 年

1/128.3

4.8

ハートビル法(屋外誘導基準)

平成 6 年

1/156.63.8

長寿社会対応住宅設計指針

平成 7 年

1/128.34.8

交通バリアフリー法

平成 12 年

1/205.0

5.0

バリアフリー新法 2)

平成 18 年

1/128.3

4.8

大腿二頭筋

上腕二頭筋

前頚骨筋
上腕三頭筋
下腿三頭筋

手根屈筋
図 5.筋電測定部位(自走型走行)

図 6.筋電測定部位(介助型走行)

ⅷ .走 行 種 類 ： 本 研 究 で は 走 行 種 類 と し て 自 走 型 走 行 、介助型走行の 2 種類を行う。
ⅸ.測定周波数：測定周波数は 50Hz、100Hz の 2 種類を行う。
ⅹ.測定走路：測定走路は α 走路、β走路(図 3)の 2 種類を行う 。
ⅺ.走行要素：走行要素としては踊場、回転踊場、上りかかり、斜路、上りきりとして区別することとする(図 7) 。

図 2.介助型走行

図 1.自走型走行

大腿四頭筋

三角筋

表 1.斜路に関する法的基準
建築基準法施行令

正会員 ○小林 義昌*1
同
布田 一郎*3
同
直井 英雄*5

2.実験方法2‑1.実験の全体計画
筋電計とビデオカメラを同時に用いて、実験用斜路(図 3)走行時の筋電積分値と移動距離の測定(図 4)を行
い 、単位距離あたりの筋電積分値より、斜路計画を評価しうる積算的基礎データを求める。
図 7.
α走路
1/12
1/20

1/8
1/81/8β走路
図 3.実験用斜路透視図

図 4.移動距離の測定映像

走行要素の簡略図

2‑3.測定・分析方法
2-2.実験概要ⅷ、ⅸ、ⅹの組み合わせ(計 8 通り)で実験を行い、それぞれ被験者で 3 回試技を行った。採取したデータは走行要素ごとに分け、筋電積分値及び移動距離を算出した。本研究においての評価材料となる筋電積分値
は、上述している筋電測定部位 4 箇所の総和を用いることとし、被験者間の平均を以って考察した。積算的基礎データとして、斜路・踊場は水平距離 1ｍを、また回転踊場は 90 度をそれぞれの基準とする。

A study on the evaluation of rampway-plan under considerationof muscle load during wheel-chair moving―1009―KOBAYASHI Yoshimasa et al.

3.実験結果及び考察
3‑1.評価に用いる測定データの検討
本実験では6名を被験者としたが、内3名に交流雑音が発現し検討材料として適さないと判断した為、残り 3 名の被験者を対象に検討を進めることとした (図 8 に筋電波形
データの例を示す) 。

図 8.筋電波形データの例

また、測定範囲を 1mV に設定した為、それを超える数値が測定データからカットされていた。しかし、過去の類似実 験データ 4) から考察すると、筋電積分値に占めるその割合は約 1.14％と微細であると確認された為、本評価研究の精度から考えて以降の実験結果と考察は成り立つものと判断した。
さらに、2 種類の測定周波数（50Hz と 100Hz）で実験を行ったが、データとしてばらつきの少ないほう（標準偏差の数値が小さなほう）を用いるべきと考え、測定周波数毎に筋電積分値を基準化し、ヒストグラム(図 9)及び標準偏差を求めた。

図 10 より自走型走行における筋電積分値は、勾配が急になるにつれ高くなっていることがわかった。また、1/20の斜路と回転踊場の筋電積分値が近似する結果となった。
図 11 の介助型走行における筋電積分値からも勾配が増えるにつれ数値が高くなっているが、自走型走行ほど顕著に上昇する傾向は見られなかった。明確な違い
は回転踊場の数値で見て取れ、介助型走行の中で最大値を示した。これは介助型走行における脚の筋力及び筋肉量が、自走型走行における腕のそれに比べて大きい事が理由と推察される。
3‑3.算出したデータによる斜路計画の評価方法
表 2 の走行要素あたりの単位筋電量を用いて、斜路計画を評価する際の計算方法を以下のように定義する。
Ax+By+Cz=K ・・・式１
K は 斜路 に おけ る 使用 総 筋電 量、 A,B,C は それ ぞ れ踊場、回転踊場、斜路の走行要素あたりの単位筋電量、x,y,z はそれぞれの数量である。
4.ケーススタディ
式 1 を用いて適当な高低差と水平移動距離が同一の2 種類の斜路計画(図.12)の評価を行う。なお、今回は自走型走行として行うこととする。
斜 路 S1度数

斜 路 S2

図 9.測定データ(基準化)のヒストグラム

算出した標準偏差を比較すると 50Hz では 0.0457、100Hz では 0.0157 となり後者の数値が小さいことがわかる。よって、100Hz の測定値を用いることとした。
図 12．評価対象とした斜路
3‑2.評価に用いる基礎データの算出
斜路 S1：A×6+C１×4+B×2+A×6+C１×4=32.98
2‑3.実験測定・分析方法より自走型走行及び介助型走 行
斜路 S2：C2×10+B×2+C2×10=30.1に お け る各 走 行要 素 の筋 電 積分 値 を求 め、斜路の評 価指※表 2 より A=1,B=1.45,C1 =2.26,C2 =1.36 とする。
標 と し て使 用 総筋 電 量を 積 算す る ため の 単位 筋 電量を求
上記計算結果より、1/20 勾配でつないだ斜路 S2 の方めた。自 走型 走 行及 び 介助 型 走行 に おけ る 単位 走 行要素が踊場と 1/8 を組み合わせた斜路 S1 よりも約 3.0 小さあたりの筋電積分値のグラフを順に図 10・図 11 に示す。
いことがわかる。(踊場 3000mm に近い値)このように、また、これらの筋電積分値の中で踊場走行の値を基準とし、どんな斜路計画であれ、筋電量の大小により定量的にこれを 1 としたときの各走行要素における単位筋電量を表比較できる。
2 に示す。
5.まとめ
mV･smV･s
以 上、 実験 で 得ら れ たデ ー タに も とづ き、筋負担の軽 減 に 着 目 し た 斜 路 計 画 の 定 量 的 評 価 方 法 を提案 し た。
も ち ろ ん、実 際の 設 計に お いて は、総合的判 断が 必 要
で あ る が、提 案し た 方法 もひとつの考 慮事項として実用に供しうるものと考える。なお、本研究の遂行にあたっては安藤博輝氏、小松崎靖氏の協力を得た。ここ
図 10.走行要素あたりの筋電積分値に記して謝意を表する。
図 11.走行要素あたりの筋電積分値(自走型走行)参考文献
1)「平成 20 年版 高齢社会白書」、「平成 20 年版 障害者白書」(介助型走行)表 2.走行要素別の単位筋電量(相対値)*

踊場

勾配 1/20勾配 1/12勾配 1/8

回転踊場 90°

自走型走行

11.36

1.78

2.26

1.45

介助型走行

11.11

1.28

1.64

1.82

1 東京理科大学
大学院生*
2 東京理科大学補手 工修*
3 独立行政法人 建築研究所 工博*
4 独立行政法人 建築研究所 工博*
5 東京理科大学 工学部 教授 工博

2) 高齢者、障害者等の移動等の円滑化の促進に関する法律(ハートビル法および交通バリアフリー法を統合する形で平成 18 年 12 月に制定)
3)「表面筋電図」(バイオメカニズム編) / 東京電気大学出版局
4) ｢車いす使用者の斜路及び段差移動動作における筋負担による評価｣ /日本建築学会大会学術講演梗概集 2008 市田 登

*1 Graduate Student, Dept. of Architecture, Faculty of Eng, Tokyo Univ. of Science*2 Research Assoc, Dept. of Architecture, Faculty of Eng, Tokyo Univ. of Science, M. Eng.
*3 Building Research Institute,Dr. Eng.
*4 Building Research Institute,Dr. Eng.
*5 Prof.,Dept.of Architecture,Faculty of Eng.,Tokyo Univ. of Science, Dr.Eng.

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