人間工学的手法を配慮した椅子の開発 座位姿勢における動作特性

人間工学的手法を配慮した椅子の開発 

座位姿勢における動作特性 

本明子

  友延憲幸

The Development of the Chair in Consideration of the Ergonomic Technique

The Characteristics of the aged and the young at Sitting Position

本研究では，立ち上がりを補助する機能をもつ椅子を開発するために，座位姿勢から立ち上がる動作に注目し，

様々な高さから立ち上がる際の重心動揺の計測と身体の動きの計測を行った。その結果，座面の高さが 20cm 以下 の場合には，特に重心や頭部の動きが不安定になり，安定した立ち上がり動作が促されにくいことが示された。更 に，立ち上がりの動作は，若齢者でも座面の高さが 30cm 以上の場合に安定してくることからも，使用者を高齢者 と考えた場合，低い位置から 30〜40cm の高さまでの立ち上がり動作を補助する機能を椅子に持たせることが，高 齢者の日常生活における生理負担を軽減する上で重要なことが示唆された。 

1  はじめに 

日本は急速に高齢社会を迎えたため，高齢社会に対 する取組や対応が遅れている。80％以上の大多数の高 齢者は，健康で介護を必要としないが，加齢による身 体機能の衰えを援助する生活支援技術を必要としてい る

。しかし，健康な高齢者の身体機能を考慮した家 具は少なく，身体機能の低下がみられる使用者が安全 に使用することができる家具の開発をするためには，

人間の動きとそれを補助する装置の動きが適合してい る必要がある。本研究では，高齢者の立ち上がりを補 助する椅子の設計条件という観点から，椅子からの立 ち上がり時の動作解析と重心動揺等の計測により，補 助を必要とする椅子の高さを検討するとともに，立ち 上がりを補助する装置の動きの基礎となるデータの収 集を行った。 

2  実験方法 

立ち座りしやすい座面の高さを検討するために，立 ち座り時の重心動揺を測定するとともに，3 次元動作 解析装置により計測した。座面の高さは，0，5，10，

15，20，25，30，35，40cm とし，更に 3 種類の座椅 子(座高 1cm，座高 7cm，座高 7cm+手すり付)を使用し た。足元に重心動揺計を設置した椅子に被験者を座ら せ，実験者の指示により起立及び着座動作を行った。 

  被験者は，20 歳代から 50 歳代の健康な男女計 15 名（男性 11 名，女性 4 名）とした。 

*1  インテリア研究所 

3  結果と考察 

重心動揺は，計測により得られたデータより重心動 揺距離，前後方向及び左右方向の最大振幅を求め，各 条件における平均値を算出した。動作解析は，計測に より座標軸を実長に換算し，スティックモデルにより 動作パターンを求め，更に XY 軸方向の変位量を用い て額面部の移動距離を算出した。 

3-1  重心動揺距離 

重心動揺距離は，分散分析を行った結果，高さに関 して有意な主効果が認められた（p＜0.05）。性別や年 

0 20 40 60 80 100 120 140

座椅子arm 座椅子high 座椅子low 0cm 5cm 10cm 15cm 20cm 25cm 30cm 35cm 40cm

座高

移動距離（cm）

立ち上がる時 座る時

図-1  高さによる重心動揺距離 

0 5 10 15 20 25 座椅子arm

座椅子high 座椅子low 0cm 5cm 10cm 15cm 20cm 25cm 30cm 35cm 40cm

座高

最大振幅（cm）

立ち上がる時 座る時

0 5 10 15 20 25 30

座椅子arm 座椅子high 座椅子low 0cm 5cm 10cm 15cm 20cm 25cm 30cm 35cm 40cm

座高

最大振幅（cm）

立ち上がる時 座る時

図-2  高さによる重心動揺の左右方向の最大振幅        図-3  高さによる重心動揺の前後方向の最大振幅  齢による重心動揺距離への影響は認められなかったた

め，座面の高さ別の重心動揺距離の変化を図-1 に示 す。また，立ち上がる動作と座る動作の重心動揺距離 に関し，分散分析を行ったが，有意差は認められず，

両動作は同じ傾向を持つと推察される。座面の高さが 0cm，5cm，10cm の場合にそれよりも高い座面からの 動作に比べて有意に増加した。それ以上の高さでは，

統計的な有意差は認められないが，徐々に減少し，座 高 35cm の際に最小となった。この結果より，床に近 い位置からの立ち上がりは，重心が不安定であること，

また膝高程度まで体が持ち上がっていると，安定した 起立動作・着座動作が可能になることが示唆された。

座椅子の種類別に比較すると，座面高が 1cm 程度の最 も低い座椅子での動作の場合に，座面高があるものに 比べ非常に有意に重心動揺距離は増加した。手すりの 有無については有意差は認められなかったが，手すり 付きの座椅子の方が，立ち上がりの際に重心動揺を減 少させる傾向があることから，立ち上がり動作を補助 する一つとして必要であると考えられる。 

3-2  重心の左右方向の最大振幅 

重心の左右方向の最大振幅に関し，分散分析を行っ た結果，高さに関して有意な主効果が認められた（p

＜0.05）。性別や年齢による重心動揺距離への影響は 認められなかったため，座面の高さ別の左右方向の最

大振幅の変化を図-2 に示す。座面の高さが 0cm，5cm， 

10cm の場合にそれよりも高い座面からの動作に比べ て，また 15cm の場合には 25cm，35cm の場合に比べ有 意に増加した。高さに関しては，重心動揺距離と同様 に座面高が低い座椅子での動作の場合に，他に比べ有 意に振幅は増加したが，手すりの有無については有意 差は認められなかった。低い位置での動作時には，体 を捻り,手をついてから立ち上がり動作を始める，或 いは，着座する位置を確認する傾向にあったため，左 右方向の振幅が増加したと考えられる。 

3-3  重心の前後方向の最大振幅 

高さによる重心の前後方向の最大振幅について分散 分析を行った結果，高さに関して有意な主効果が認め られた（p＜0.05）。性別や年齢による重心動揺距離へ の影響は認められなかったため，座面の高さ別の前後 方向の最大振幅の変化を図-3 に示す。座面の高さが 0cm，5cm，10cm の時にそれよりも高い座面からの動 作に比べて，また 15cm の場合には 30cm，35cm の場合 に比べ有意に増加した。座椅子の種類別に関しては，

有意差は認められなかった。 

前後方向の振幅は，着座する場合よりも立ち上がる 場合に大きくなった。これは，動作の際に体を前に出 すことで腰を持ち上げるために増加すると考えられ，

特に筋力の劣る高齢者が立ち上がる際には，脚力を補

0 20 40 60 80 1 座椅子arm

座椅子high 座椅子low 0cm 5cm 10cm 15cm 20cm 25cm 30cm 35cm 40cm

座高

移動距離（cm）

0 10 20 30 40 50 60

重心動揺距離（cm）

20cm 40cm 60cm

**

**

**

* 70歳代

60歳代 座高 20歳代

*

*

00

図-4  高齢者の重心動揺との比較  図-5  高さによる額面点の前方への移動距離 

0 5 10 15 20 25 30

座椅子arm 座椅子high 座椅子low 0cm 5cm 10cm 15cm 20cm 25cm 30cm 35cm 40cm

座高

移動距離（cm）

*

* *

*

うために，より体全体の重心移動を使って立ち上がる 傾向にあり，体を支持することが必要になると考えら れる。 

図-4 は，20cm，40cm，60cmの座高から立ち上がっ た際の高齢者と若齢者の重心動揺距離である

。重心 動揺距離は，座面高が低くなるほど長くなる傾向はど の年齢層においても共通しているが，特に低い位置か らの場合に高齢者と若齢者の差が大きくなり，高齢者 の動作が不安定になることが示された。この傾向は，

左右及び前後の振幅にも共通して見られた。この結果 からも，本実験において示された重心動揺よりも大き な動揺が高齢者には現れ，特に 20cm以下の低い位置 の動作では顕著に表れることを考慮する必要がある。   

図-6  高さによる額面点の下方への移動距離  3-4  動作解析 

3-4  動作解析 

動作解析により，立ち上がり動作時の額面点の前方 向について，分散分析を行った結果，高さに関して有 意な主効果が認められた（p＜0.05）。高さ別に移動距 離を比較すると（図-5），座面の高さが 30cm，40cm に なると，0cm の場合に比べ移動距離が有意に減少した

（p＜0.05）。同様にして，額面点の下方向への移動に 関しても，分散分析を行った結果，高さについて有意 な主効果が認められた（p＜0.05）。下方向の移動距離 は（図-6），座面の高さが 10cm 及び 15cm で大きくな る傾向があり，それに比べ，座高 30cm．35cm，40cm の場合に有意に減少した。これらの頭部の移動が,重 心の動揺に影響を与えたものと考えられる。 

動作解析により，立ち上がり動作時の額面点の前方 向について，分散分析を行った結果，高さに関して有 意な主効果が認められた（p＜0.05）。高さ別に移動距 離を比較すると（図-5），座面の高さが 30cm，40cm に なると，0cm の場合に比べ移動距離が有意に減少した

（p＜0.05）。同様にして，額面点の下方向への移動に 関しても，分散分析を行った結果，高さについて有意 な主効果が認められた（p＜0.05）。下方向の移動距離 は（図-6），座面の高さが 10cm 及び 15cm で大きくな る傾向があり，それに比べ，座高 30cm．35cm，40cm の場合に有意に減少した。これらの頭部の移動が,重 心の動揺に影響を与えたものと考えられる。 

動作解析により得られたスティックモデルで，各高

さからの立ち上がりの動作を検討すると（図-7），

20cm より低い立ち上がり時には，体を前に引き起こ すような動作が必要となり，身体の動きが煩雑である。

しかし，20cm の高さからの立ち上がり動作になると，

ほぼ垂直に身体を持ち上げる動作となり，身体の動き も単純化する。更に通常の椅子の平均的高さである 40cm の高さでは，より単純な動きで立ち上がりを行 うこととなる。 

動作解析により得られたスティックモデルで，各高

さからの立ち上がりの動作を検討すると（図-7），

20cm より低い立ち上がり時には，体を前に引き起こ すような動作が必要となり，身体の動きが煩雑である。

しかし，20cm の高さからの立ち上がり動作になると，

ほぼ垂直に身体を持ち上げる動作となり，身体の動き も単純化する。更に通常の椅子の平均的高さである 40cm の高さでは，より単純な動きで立ち上がりを行 うこととなる。 

健康な若齢者層では，20cmからの立ち上がりも脚力

を中心とした筋力で行うことができるが，高齢者層で

は，健康な被験者を対象に行った実験においても，困

難であり，腰を持ち上げるために全身の体重の移動を

利用して行った

。これらの動作を高齢者が利用する

健康な若齢者層では，20cmからの立ち上がりも脚力

を中心とした筋力で行うことができるが，高齢者層で

は，健康な被験者を対象に行った実験においても，困

難であり，腰を持ち上げるために全身の体重の移動を

利用して行った

。これらの動作を高齢者が利用する

椅子という観点から考えた場合，単純な動きで立ち上 がりを始められる 20cm程度の高さの椅子であっても，

補助する機能が有用であると考えられる。また，この 場合の補助機能は身体を垂直に持ち上げるという一方 向のみの単純なものでも十分に機能すると考えられる。 

高齢者が利用するデイケアセンターにおいて，高齢 者 48 名の立ち上がり動作の実態について，調査を行 った結果，床および畳みから立ち上がりが可能であっ たのは 28 名で，20cm の小上がりからならば立ち上が ることができたのは 15 名，40cm 程度の椅子からのみ 立ち上がりができたのは 5 名であった。床や畳からの 立ち上がりが可能だった方々も，7 名は自分の力で立 ち上がったが，他の方は手近にある椅子や座卓を利用 しての動作であり，決して日常的な楽な動作とは考え られなかった。20cm の高さからの立ち上がりが可能 であった方も約半数は，杖等を利用してやっと立ち上 がるため，立ち上がったあとの身体の不安定さは避け ようがなく，低い位置からの立ち上がり動作が困難な 方々は，家庭ではほとんど椅子で生活を送るという話 であった。このデイケアセンターには和室があったの だが，調査時に和室を利用していたのは書道をしてい た 2 名のみであり，多くの利用者は椅子を利用してい た。利用できる身体能力を使って日常生活を送ること は，身体機能を維持していく上でも必要であるが，補 助する道具により，体力や筋力の低下等の理由から困 難になった動作が再び可能になるのであれば，より豊 かな生活を送る可能性が広がるのではないだろうか。 

    4  まとめ 

本研究では，高齢者の立ち上がりを補助する椅子の 設計条件という観点から，立ち上がり時の動作解析と 重心動揺等の計測を行った。その際，補助を必要とす る立ち上がりの高さを検討するために，高さの条件を 細かく設定した。その結果，30cm 程度の座高からの 立ち上がりになると，補助がなくても比較的安定した 動作が可能であるが，それより低い高さからの立ち上 がりは，動作が不安定となり補助が必要であることが 示唆された。また，20cm よりも低い位置からの立ち 上がりの動作では，身体を前に出す動作等が加わるた め動作が複雑となる傾向にあった。更に，高齢者の動 作は，デイケアセンターに通所ができるほど健康な 方々にとっても，低い位置からの立ち上がりは困難な 動作の一つであり，補助する道具の必要性を感じた。

特に高齢者が使用する補助具として考える場合，20cm 以下の低い位置からの立ち上がりの場合は，最も動作 が困難である立ち上がりのきっかけとなる身体を起こ す動作から，立ち上がった後も身体が安定する 40cm 以上の高さまで身体を支持することが必要となると考 えられる。更に，座高 20cm 以下の低い位置からの立 ち上がりの場合には身体を上に持ち上げるだけでなく，

前へ促すような二つの動きが必要となるであろう。逆 に言えば，20cm より高い座高からの立ち上がり椅子 を考える場合は，身体を上へもちあげる機能のみの装 置でも，身体機能を補助するためには十分であるとい えるかもしれない。これらの機能の設計に関しては，

試作品による評価実験を繰り返し，人間の動作に適合 した条件を見出すことが必要になるであろう。それに 加えて，装置ではなく日常使う道具として，空間に相 応しいデザインと使いやすさが重要となると思われる。

これらに関しては，引き続き評価と検討を続けていく 予定である。 

今回の研究及び調査に関し協力頂きました各位に厚 く御礼申し上げます。 

5  参考文献  1)国民生活白書 

2)本：デザイン学研究，第 47 回研究発表大会概要集，

p.260-261（2000） 

図-7  座高の違いによる立ち上がり時のスティックモ

デル  （左より，0cm，20cm，40cm）  3)本：2002 年度大会学術講演梗概集，日本建築学会