研究開発

平成19年度研究概要

人間・生活者視点による人にやさしい製品開発(第1報) 長時間座位における人体の心理・生理的な変化と行動特性

著者
藤巻吾朗、安藤敏弘
概要
長時間椅子に着座した際の人体の生理・心理・行動的な変化を調査した結果、痛みなどの自覚症状と生理的な変化、さらには、それに対応した行動を把握することができた。また、生理的な変化をもとに、長時間座ることで感じる痛みにも大きく分けて二つの種類があると考えられた。一つは直接ものが身体に当たることで生じる痛みであり、もう一つは、肩こりや腰痛、だるさ、しびれといった感覚であった。前者の痛みについては、体圧分布測定や官能検査などの手法により、短時間で確認することができるため、後者と比べて問題は少ないと思われる。後者については、循環器系が関わる痛みであると推測され、これを確認するためには少なくとも15分から20分程度の時間は座る必要があると考えられた。また、この痛みの感覚は多少の身体の動きでは解消されにくく、解消には同様に15分から20分の時間が必要であると推測された。むくみについては、痛みという感覚を伴いにくく、ある程度むくみが進行した段階でだるさや重さといった感覚で知覚されるようである。また、むくみはだるさや重さの感覚と同様に多少の身体の動きでは解消されにくいため、長時間座位を想定した椅子の設計の際には留意する必要がある。
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人間・生活者視点による人にやさしい製品開発(第2報) 立位・座位姿勢での人体の3次元形状

著者
藤巻吾朗
概要
立位姿勢と座位姿勢での人体の三次元形状の測定を行った。その結果、立位・座位姿勢の形状変化は主に腰椎の彎曲(骨盤の角度)と体幹部の傾斜(胸部の前後位置)で表すことができることが確認された。立位姿勢に比べ、座位姿勢では骨盤が後方に回転し、それに伴い腰椎部は後彎することがわかった。さらには、立位姿勢に比べて、背あてを使用しない座位姿勢では上半身が前方に傾斜し、背あてを使用した座位姿勢では後方に傾斜することが確認された。また、立位・座位姿勢について平均形状を求めモックアップを作成した。
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人間・生活者視点による人にやさしい製品開発(第3報) 肩関節推定手法を用いた肘掛の最適位置の導出

著者
成瀬哲哉
概要
人体構造を考慮した木製椅子の肘掛の最適位置を導出するため、モーションキャプチャシステムを用い被験者10名の着座し肘掛けを使用する動作を計測し、「肩関節の推定手法」1)により肘掛けを使用する場合の肩関節の動きおよび可動域を解析・同定し、最適な肘掛位置に関して考察を行った。
その結果、身体寸法を基に標準化することにより肩関節中心位置のばらつきが排除され、胸郭、肩峰などの身体特徴点から肘掛けを使用する場合の肩関節中心の推定が可能となった。
この結果に上腕の可動範囲と上腕長を加算することで肘の軌跡が算出でき、人体寸法データベースと組み合わせることにより、日本人全体や若年層、高齢者などそれぞれの体型に合わせた肘掛位置の推定することができると推察された。
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資源循環利用を考慮した木質部材に関する研究(第1報) 木材・プラスチック混合物の混練特性

著者
今西祐志
概要
木材・プラスチック複合材を成形する際の適当な条件を探索するため、ブナ木粉とポリプロピレンを混合した材料の混練特性について検討した。木粉粒子径、木粉率、回転速度、温度を様々に変えて、時間の経過に伴う混練トルクおよび材料温度の変化を調べ、混練された材料の様子を観察した。その結果、材料の効率的な混練と熱安定性の兼ね合いで適当な回転速度が存在することが示唆され、また、材料の内部摩擦やせん断発熱、木材の熱分解が材料の温度調整に及ぼす影響を把握できた。
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高齢者に配慮した生活用品の開発(第1報)

著者
木村公久、安藤敏弘、長谷川良一
概要
高齢者施設における利用者ならびに介護者のニーズや現状の問題点などを把握するため、県内の施設にて調査を行った。施設では、居住空間における使いやすさや健康増進を目的とした用品を、身近な材料で自作して対応しているなどの工夫が見られた。また、調査時に施設職員より利用者の座位姿勢に関する改善要望を受けたことから、クッション材の違いによる体圧分布の比較やテーブルおよび椅子の高さについて検討を行った。これらの調査や改善活動から、小柄な利用者が一般的なサイズの椅子に着座した際、足が床に着いていないことから臀部や大腿部を圧迫しているケースが見られた。既存の家具で簡易的な改善を行う方法として、足載せ台を設置するなど足元の高さを調整することが有効であると考える。
研究報告書
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木製家具における伝統技術の解明(第2報) 曲げ木工程の指標化

著者
石原智佳、長谷川良一
概要
家具製造工場において問題となっている高周波乾燥による材内部の焦げを検討するため、乾燥過程における材の温度測定を行った。また、最適な乾燥条件を指標化することを目的として、小型高周波加熱乾燥装置を用いて、高周波印加電力量や乾燥時間の設定条件を検討した。
(1)現状の高周波乾燥法では、温度上昇が材間でばらつき、焦げと乾燥不足が懸念された。
(2)高周波乾燥と乾燥室保持の複合あるいは高周波印加と停止の複合により焦げは低減されるが、最適な含水率まで乾燥させる設定条件を見出すことが必要である。
(3)良好な仕上がり乾燥状態と設定乾燥時間に見合う高周波出力が計算により求められた。
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木質住環境の快適性に関する研究(第1報) ダニの繁殖性実験

著者
西垣康広、安藤敏弘、村田明宏
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軟質木材の高度利用技術研究(第3報) ロール圧密による表層圧密木材の実用化

著者
長谷川良一
概要
圧密木材の実用化を目的に、長さ1mのフローリング用板材と木製ドア用の框材の2種類の製造条件を明らかにすると共に、木製ドアの框材への利用について検討を行った。その結果、
1)ロールにより圧縮された表層部の固定には、シリコン樹脂を使用した。樹脂の硬化は、小試験体時の温度条件では、パンクを起こす確率が高かった。その改善策として、圧締時間の延長や材側面に孔をあけによる蒸気抜きが有効であった。
2)表層をシリコン樹脂で固定した圧密木材は、板材の場合、無処理スギと吸放湿性能は変わらなかったが、熱圧締時間が長い框材では、表面からの水分の吸放湿が少なくなっていた。また、一部框材は吸放湿を繰り返すうちに、早材と晩材の境界層において若干はく離が発生し、加熱処理の影響が見られた。
3)長さ1mの圧密木材を製造し、框材に利用し実際の2分の1サイズのスギ無垢ドアを試作した。乾湿に伴う縦框の変形が少なくかつ、パネル部分の反り狂いも少なく、圧密木材を框材に使用することは有効であった。
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上肢支援型起立動作補助装置の開発(第2報) 座面の移動軌道と心地の関係

著者
坂東 直行、村田 明宏、山田 宏尚、森田 啓之、田中 邦彦
概要
起立補助椅子における座面の移動軌道とユーザの感覚面の関係を調べるため、官能検査実験を行った。
その結果、差異ある座面の移動パターンが人に及ぼす影響の優劣判定には、人に共通した評価基準があり、これは不安感であると推察された。
また、ユーザに不安感を与えない座面移動を行うには、起立補助椅子の座面の動きが上方向に押し上げる動きで完了することが重要であると考えられた。しかし、現在市場にある起立補助椅子の大多数は、座面が直線的に動くものか、座面が上に凸の軌跡を描きながら動くものがおおく、このような動きになっていない。ユーザの不安感を少なくし、満足度を高めためにも、早期の解決が望まれる。
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上肢支援型起立動作補助装置の開発(第3報) 着座姿勢における大腿裏への圧力が表面血流に与える影響

著者
安藤敏弘、藤巻吾朗
概要
むくみ予防や褥瘡予防を考慮した椅子設計の基礎的知見を得ることを目的とし、着座姿勢における大腿裏への圧力が表面血流に与える影響について検討した。その結果、大腿裏への圧力が表面血流に影響を与えることを実験的に示すことができた。また与える影響の大きさを推測することができた。
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顔型グラフによる体圧分布の時間的変化

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休息用プロトタイプ椅子の評価

著者
安藤敏弘、藤巻吾朗
概要
設計指針による椅子を用いた長時間着座による検証を目的とし、休息用プロトタイプ椅子と一般的なダイニングチェアの評価を行った。以下に比較に用いたセブンチェアとの比較結果をまとめる。
1.心電図計測結果より、休息性が高い。
2.終末呼気炭酸ガス濃度計測結果より、代謝が高い。
3.下腿のむくみ計測結果より、下腿がむくみにくい。
今回比較に用いた椅子は用途が異なるため、違いも明確になりやすいことが考えられる。また実験時間の長さや被験者の負担を考慮したため、設計指針導出時の評価とは、単純に比較はできない。しかしそれぞれの椅子の用途別の特徴については、整合性がとれていると考えられる。
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