日本建築学会大会学術講演梗概集（東 海） 2003年 9 月

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住居内に設けられる壁付き手すりの取付け強度に関する実験研究

その５−計測データに関する検討−久保田一弘 ＊６

同

加藤正男 ＊５

同

豊嶋純

＊４

同

木内康博 ＊３

同

布田健 ＊２

同

直井英雄 ＊１

正会員
手すり人の力

取付け強度

バリアフリー住宅

1 . 研究目的○Fy

Fy

その 4 では、住居内の手すりに人が加える力を被験Fz

Fz

者実験により測定し、手すりの取付け強度の判断基準

Fx

Fxになりうる知見を得た。しかし、そこで提示した強度は、計測データをある考え方で処理したものであり、その考え方の妥当性については十分吟味しておく必要がある。そこで本報では、実際に得られた値のうち最大荷重の捉え方について検討を加えた。
2.

反力計 1

反力計 2

図1

計測した力方向の略図
ａｂ(kgf)0

検討の基本的な考え方

図 1 は人が手すりに加えた力を反力計を用いて測定した時の略図である。ブラケット 2 つに取り付けられた手すりに対し、動作と共に人は力を加える。この力

1.201.702.20‑5(kgf)
01.20‑5(秒)‑10‑15‑15スラー社製 9 2 8 1 c ）により、水平（F x ）・鉛直（F y ）方‑20‑20向及び面外水平（F z ）方向の 3 軸の力として時系列‑25‑25

解析プログラム「W a d

V e r . 1 . 9 9 」（D K H 社製）を用いFx

図2FyFz

反力計 1 の計測結果

c1.70

2.20(秒)‑10

は、各手すりブラケットの裏側に設置した反力計（キデータと共に取り込む事ができる。またそのデータは

ａｂFx

図3FyFz

反力計 2 の計測結果て 3 軸の力毎に解析し、表計算ソフトなどのデータとして用いることが出来る。
反力計 1

図 2 , 3 は前報その 4 で得られた計測結果を上述の反力計 2データ解析プログラムを用いてグラフ化したもの一例である。図 2 は反力計 1 のデータ図 3 は反力計 2 のデータであるが、それぞれ縦軸に各 3 軸方向毎の荷重を横

図4

ねじりが生じる場合の略図軸に時間を示しており、人が加えた力を同じタイミン3.

検討結果グで測り記録したものである。これを見ると、図 2 の( 1 ) 3 軸方向における最大値が時間によって異なる場

測定結果では最大値がほぼ b 部分に集中しているのに合対し、図 3 の結果では 3 軸の最大値は異なった時間最大荷重の捉え方として、①あるタイミングにおけ（a b c ）に出ている。今後取り付け強度を判断するためる 3 軸方向の合力が最も大きい値を最大値（図 2 b ）とのデータとして用いる場合、このデータの中の最大値する考え方と、②異なった時間における 3 軸方向それをどの時点での値とするかという検討を行う必要があぞれの最大値（図 3 a b c ）を求め計算により合算しそれる。

をもって最大値とする、2 つの考え方があり得る。そ次に、人は体の向きを変えながら手すりを使うようの考え方は表 1 の様な式として表すことが出来る。前な例えば浴槽のまたぎ動作を想定すると、手すりには

報その 4 では、①を採用し結果として示したが、 ①でねじりが加わり、図 4 のようにそれぞれにかかる力のの最大値が各軸の最大値とは限らず、取り付け強度の方向が逆になる事が考えられる。この場合、単純にそ基準を判断する上での情報としては乏しい。そこで実れぞれの荷重を加算すると、実際の荷重よりも見かけ験データの中で①②両者の値を比較しその傾向を見る上の値が小さくなってしまう事が想定される。これらことにした。図 5 に動作・床形状・手すり取付け方法の結果が全実験データの中でどの程度の影響であるのから見た比較を示す。まず①②の差が最も大きいものかという検討を行う必要がある。

として、またぎ段差昇降の計測結果があるが、値としては 2 割程度②の方が大きく出ている。 これは、またExperimental study on strength of handrail installation on wall in dwellings (part5)- Examination in measurement data -̶803̶

KUBOTA Kazuhiro et al.

ぎ動作という 3 次元的な動きによりそれぞれの軸に対し異なったタイミングで荷重がかかったことによるものだと考えられる。なお、その他の動作では 1 0 ％程度

表1

同一時間の最大値の値の差しか見られない。次に縦手すりと横手すりをを比較した場合、若干縦手すりの方が差としては大きく出てくる。本来、手すりは体を支えるという用途に人が出す最大値の検討√Fx2(FP1,t=1+FP2,t=1)+Fy2(FP1,t=1+FP2,t=1)+Fz2(FP1,t=1+FP2,t=1)3軸の最大値の合計√Fx2(FP1,t=1+FP2,t=2)+Fy2(FP1,t=3+FP2,t=4)+Fz2(FP1,t=5+FP2,t=6)

よって垂直方向への力が大きくかかると考えられる

FP:反力計,t:時間を示すが、縦手すりといった形状が手すりを中心とした体の回転を誘発しやすく、それが他の軸への荷重として表50%れてくるのではないかと考えられる。全体としては、

40%

両者の差は最大でも 2 割程度であり、しかも通常時で30%の使用を想定した場合の荷重を判断するための基準に20%対して当てはめる事を考えると、①の値をもって最大10%値として問題ないと考える。
(2)

0%
動作

2 つのブラケットへの荷重の相反する場合

図 6 〜 8 は、2 つの反力計で測定した結果を 3 軸方向の力に分解し重ね合わせたものであり、その 4 の実験結果の一例である。この中で図 7 の結果については、2 つの反力計で計測された力の方向が相反している。これらを単純に足し合わせると、実際にブラケットにかかる荷重よりも測定結果が小さくなってしまうことが予測される。このような実験結果がどの程度の割合で含まれるか精査した上で、その影響程度について把握する必要がある。ここでは荷重として特に大き床形状データであった。よって、（1 ）と同様に通常時での使

図5降り

立ちまたぎ段差足し合わせても特に問題ないと考える。

40%

降り

昇り

単純段差

(kgf)
1050
4.40 ‑53.40‑10‑15‑20‑25‑30

降り

立ち

またぎ段差

座り

椅子

(kgf)
1050
4.40 ‑53.40

3.90(秒)(秒)(秒)

図 6 Fx 軸方向の測定データ
50%

昇り

横3.90

3.90

4.40‑10‑15‑20‑25‑30
フォースプレート1フォースプレート2フォースプレート1フォースプレート2

フォースプレート1フォースプレート2

は、その 4 で採用したように 2 つの測定結果を単純に座り椅子

3 軸の最大値の合計と同一時間における最大値との比較‑10‑15‑20‑25‑30(％)

次に動作・床形状・手すり取付け方法から見た、力昇り

縦(kgf)
1050‑53.40用を想定した場合の荷重を判断するための基準としての相反する場合の割合を図 9 に示す。全体を比較する

降り

単純段差

手すり

くかかると考えられる F y 軸について取り上げ考察を行ったところ、全計測結果の中で 1 3 % 程度が相反する昇り

図 7 Fy 軸方向の測定データ

図 8 Fz 軸方向の測定データ

30%
20%とまたぎ段差の降りが 3 0 % と最も大きく、手すり取付け方法で比較すると、横手すりよりも縦手すりの方10%が大きくなる傾向が出た。力の方向が逆転するとい0%
動作

うことは手すりに対してねじりが生じているという床形状手すりことであるが、動作や取り付け方法から見てもその図9傾向が読みとれる。
4 . まとめ
今回は、手すり取付け強度の判断基準に反映する為の基本的な事項を整理し検討を行った。検討の結果、最大荷重の捉え方としては、前報その 4 で採用した方法で最大荷重を捉えたとしても、日常時における手すりの荷重への考え方としては、特に問題のないことが分かった。
*1 東京理科大学 教授 工博*2 独立行政法人 建築研究所 博士(工学)*3 財団法人 ベターリビング*4 東京理科大学 大学院生
*5 ナカ工業㈱ 技術研究所*6 ㈱久保田工務店 工修

昇り

降り

単純段差

昇り

降り

またぎ段差
縦立ち

座り

椅子

昇り

降り

単純段差

昇り

降り

立ち

またぎ段差

座り

椅子

横

ねじりによる荷重の方向が相反する場合の割合

参考文献
1. 國井清照・高橋英如・野村歡・八藤後猛:『立ち上がり動作実験装置の製作および動作の基礎的研究 便所で立ち上がり動作を補助する手すりの研究その1』1999 年日本建築学会大会梗概集
2. 田中真二・木村岳史・後藤義明・庄野隆・布田健・古瀬敏『L 型手摺の使われ方に関する実験立ち座りの補助として使われる L 型手摺に関する研究その 1』
1998 年日本建築学会大会梗概集
3.(財)ベターリビング:『優良住宅部品認定基準(歩行・動作補助手すり)』
4. 平成 6 〜 8 年:(財)日本リハビリテーション医学会:『在宅高齢者・障害者介護機器標準化調査研究報告書』

Prof.,Dept. of Architecture,Faculty of Eng., Tokyo Univ. of Science,Dr.Eng.
Independent Administrative Institution,Building Research Institute,Dr.Eng
Center for Better Living
Graduate Student,Dept. of Architecture,Faculty of Eng.,Tokyo Univ. of Science,M.Eng.
Technical Laboratory,Naka Corporation
Kubota Construction Inc,M.Eng.

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