高齢者・障害者の生活の質を高める支援技術に関する研究

(1)

高齢者・障害者の生活の質を高める支援技術に関する研究

人間工学的評価手法を用いた快適な車椅子シートの設計

西村博之^＊1

Study on Supporting Technology to Improve Quality of Advanced & Handicapped Life

ADesignoftheComfortableWheelchairSheetUsingtheHumanEngineering-EvaluationTechnique HiroyukiNishimura

車椅子のシートに関してはサイズや強度などの規格はあるものの，座り心地などの機能性の評価方法が確立していない。そこで本研究では，シートの快適性を評価するために，着座時の脳波と体圧分布を測定した。これらのデータと着座時のシートに対する主観評価を比較した結果，座り心地を評価することが出来る可能性が示唆された。

また，シートの物性値と快適性の間に相関があることが認められた。

1 はじめに

我が国は

65

歳以上の人口比率が

7%

から

14%

までわずか

24

年というかつて前例のない急速な高齢化と，

小子化，核家族化による高齢者家族の増加により，高齢社会における医療・福祉関連分野の対応技術確立が喫緊の課題となっている。

しかしながら，未だ高齢化による身体的あるいは生理的機能の低下を始め，体型の変化や行動科学的データが未整備のため，産業構造の変化による今後成長が期待される

15

分野のトップに位置づけされながら，

現実には機能の低下した高齢者の活動を補助し自立した快適な生活を支援する用品の開発はあまり実現していないのが現状である。

なかでも，車椅子のシートに関してはサイズや強度などの規格はあるものの，座り心地などの機能性の評価方法が確立していない。¹)

そこで，本研究においては，高齢者・障害者の快適な車椅子生活を支援するシートの人間工学的手法を用いた評価技術の確立及び設計を目的とする。シートの機能評価が不統一であった中で，快適社会環境を実現するシートの開発に向けて，その客観的評価が可能となり，機能評価の標準化が図られる。

本報告では，脳波のアルファ波出現率と主観評価による評価から，電動車椅子シートの座り心地の検討を行い，この座り心地とシートの物性値との相関につい

て検討を行った。

2 実験方法

2−1 シート素材の圧縮試験

電動車椅子シートの物性を数値で評価するために，

表−１に示す

3

種類のウレタンについて，圧縮試験を行った。

表−１シート素材仕様

シート１シート２シート３名称ＥＣＫＥＲ−６ＥＧＲ−３サイズ

50

×

特性一般ラバーライク低反発性

430g 350g 1200g

重量

圧縮試験は下記の条件で行い，その際の加圧量と圧縮量の関係をグラフ化した。

＜試験条件＞

室内の温湿度：

23

℃±

5

℃

60

％±

10

％試料サイズ：

400

×

400

㎜

圧縮押圧版：

200

φ

加圧量：

314N

（

1N/

㎝^２

=10kPa

）

100 /min

圧縮速度：㎜

30sec

加圧時間：

2−2 脳波測定

シートの物性値の違いが着座中の人体にどのような影響を及ぼすかを検討するために，

10

人の被験者に対して表−１の

3

種類のウレタンと木の板をそれぞれ使用し，脳波測定を下記条件にて行った。それぞれの

＊１化学繊維研究所

(2)

被験者とも

30

分着座後

15

分間の休憩を行い４回実験を行った。

＜実験条件＞

室内の温湿度：

23

℃±

5

℃

50

％±

10

％被験者：

50

歳代男性

1

名

歳代男性名，女性名

20 8 1

属性は表−２に示すとおりである。

測定データ：脳波

19

点

使用器具：ピンドット社製

KISS

シミュレータ (図−１)

着座時間：安静状態で

30

分間座面奥行き：

450

㎜

座面高さ：

530

㎜背もたれ高さ：

500

㎜背もたれ角度：

100

度

足台高さ：

180

㎜（木の板のみ

150

㎜）

＜実験パターン＞

分分分分分分分分

15 30 15 30 15 30 15 30

休憩実験休憩実験休憩実験休憩実験

㎝

72

㎏

図−１

KISS

シミュレータ

２−３主観評価

シートの善し悪しや着座後の体調などの「主観的座り心地」を評価するために，着座前と着座後に調査票に記入してもらい，主観評価を行った。

この調査票は，着座前の体調や気分，着座後に座り心地や気分を評価する質問紙で着座前に記入する着，「座前調査（質問項目」

3

問）と実験終了後すぐに記入する「着座後調査（質問項目」

15

問）の二部から構成されている「着座前調査」は，実験前の身体的・精。神的状態を把握する内容の簡単な質問構成になっている「着座後調査」は，着座後の「主観的座り心地」。を問うもので，得点が高いほど座り心地が良かったと判定される。

3 結果と考察

3−1 シート素材の圧縮試験結果

表

-1

の

3

種類のシート素材について圧縮試験を行った結果を図−２に示す。

図−２シート素材の圧縮試験結果

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 1 0 20 30 40 50 60 70 8 0

圧縮量（㎜）

荷重（Ｎ）

シート３シート２

シート１

着座後調査票記入着座前調査票記入安静状態で着座着座後調査票記入着座前調査票記入

はシート

2

・

3

と比較すると

。，

勾配が急で硬い素材であるシート

3

は加圧初めからなだらかな勾配が続き，加圧が

200N

以上になるとまた急勾配となっている。

3−2 脳波測定結果

測定した各被験者の脳波を周波数解析し，解析結果からアルファ波の含有率を求めた。被験者Ｂの脳波デ

，。

ータを図−３にアルファ波の含有率を表−３に示す

図−３被験者Ｂの脳波データ

表−３被験者Ｂのアルファ波の含有率

〜分間〜分間

0 15 15 30

28.66 26.03

シート１

27.71 23.82

シート２

24.86 21.55

シート３

20.31 15.71

木の板

この結果を見ると，被験者Ｂはシート

1

において着座直後から

15

分間の脳波を解析するとアルファ波が含まれている。これは，他のシートや木の板と

28.66%

比較するとアルファ波の含有率が多くなっている。着座後

15

〜

30

分間の脳波を解析すると，シート

1

ではアルファ波が

26.03%

含まれており，この区間でもアルファ波の含有率が一番多くなっている。また，着座

後

0

〜

15

分間と

15

〜

30

分間のアルファ波含有率の減少を見てみると，シート

1

が減少率が少なくなっている。

脳波に含まれるアルファ波含有率で評価を行うと，

シート

1

が座り心地が良く，シート

2

，シート，木

3

の板の順に座り心地が悪くなっている。

〜と木の板に対する座り心地を得点化した。被験者Ｂ

3

のシート

1

〜

3

と木の板に対する座り心地の得点を比較した結果を図−５に示す。

図−５被験者Ｂの主観的座り心地評価

15 17.5 20 22.5 25 27.5 30

０〜１５分間１５〜３０分間

時間

アルファ波含有率（％）

シート１

木の板 シート３ シート２

30 40 50 60 70

シート１シート２シート３木の板

得点

(4)

この主観評価は得点が高いほど良い座り心地であっ

。，，

たことを意味している得点をみてみると被験者Ｂはシート

1

，，，木の板の順で得点が高くなってい

2 3

る。したがって，シート

1

，，，木の板の順で良い

2 3

座り心地であったと思われる。これは，脳波のアルフ

，。

ァ波出現率と関連しており相関があると推察されるまた，アルファ波含有率と主観評価の得点との相関をグラフ化したものを図−６に示す。

図−６アルファ波含有率と主観評価の相関

この図は，木の板に着座時のアルファ波含有率及び主観評価の得点を

1

としたときのシート

1

〜

3

に着座時のアルファ波含有率及び主観評価得点を比率で表し

10 1 3

ている全被験者。人の木の板に対するシート〜の相関係数を求めると，乗近似で

2 0.7124

という値になっていて，アルファ波含有率と主観評価の得点との間に相関があることが認められた。

4 まとめ

これまでの実験結果より，シートの素材の違いにより，着座中の脳波のアルファ波出現率に一定の傾向が現れていることから，シート素材の固さと座り心地との間に相関があることが認められた。

また，アルファ波含有率と主観評価の得点との間にも相関があることが判明したため，アルファ波含有率を計測することにより，シートの座り心地の評価法の一つとして利用できると考える。

５参考文献

) ：からだにやさしい車椅子のすす

1 Bengt Engstrom

め，三輪書店(

1994

)

R² = 0.7124

1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2 2.05

1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45 1.5 1.55 アルファ波含有率比

主観評価得点比