JP2010090585A - 階段 - Google Patents

Abstract

【課題】階高２．５ｍ〜４ｍ程度の階段で、感じる疲労感や違和感なく歩行できる。
【解決手段】 下階の床面１と上階の床面２とを、蹴上げ５と踏み面６を繰り返して階段１０を構成する。１段の蹴上げ高さＲ、踏み面寸法Ｔとする。床面１に続く「下部（Ｒ１）」、床面２に続く「上部（Ｒ３）」、その間を「中間部（Ｒ２）」と区分する。上下に隣接する踏み段で「Ｒ２＝一定」として、「Ｒ１＜Ｒ２」「Ｒ３＜Ｒ２」で、
（Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
（Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・上の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、主に住宅用に適する階段であるが、その他の場所に適用することも可能である。

階段は、一般に上から下まで全長に亘り、同じ蹴上げ高さ（１段の垂直方向の高さ）Ｒ、踏み面寸法（１段の階段進行方向の有効な水平長さ）Ｔを同一として、均等に形成していた。例えば、
Ｒ＝２００ｍｍ
Ｔ＝２３０ｍｍ
としていた。

しかし、一般に住宅用の階段は、階高にもよるが、段数が１５段程度あり、一般的に階段の割付寸法は、均等で一定であるが、人が昇降する時、上下それぞれ終わりに近づくに従って脚にかかる負担はきつく、疲労感も増してくる。そして脚の上下運動がしづらくなる。特に高齢者にとってはその負担は大きい。例え高齢者でなくともその負担のかかかり方は基本的に変わらない。

また、逆に、階段を下る場合には、階段の最後の方（階段の下段側）に疲労感が高くなる。

そこで、種々の階段の蹴上げ高さＲ、踏み面寸法Ｔを設定することが試みられており、ショールームなどの展示用の階段であるが、蹴上げ高さＲと踏み面寸法Ｔを異なる寸法で設定して、使いやすい勾配を比較する階段が提案されている（特許文献１）。しかし、この階段はあくまで階段の最適の勾配（蹴上げ高さＲ、踏み面寸法Ｔ）を見つけだすものである。従って、全長に亘って蹴上げ高さＲ、踏み面寸法Ｔは一定となる。

また、昇り口と降り口に斜路を形成して、蹴上げと踏み面の寸法を一段毎変化させた階段も提案されている（特許文献２）。この階段は、なめらかな曲線を描いて床と接続させることで、違和感なく歩行できる効果があるとされている。
特開平９−１５１５８６ 特開平１０−１３１１４４９

前記特許文献２では、単なるアイデアに過ぎず、実施可能な構造については記載されていない。さらに、昇り口、降り口に斜路を設けていることを想定していることでも明らかに、歩行通路で昇り口と降り口の差（例えば、５０ｃｍ程度）を解消することを想定した発明と考えられる。従って、これを住宅用などの場合、階高は３ｍ程度あり、下階から上階へ垂直移動する手段としての階段に応用することはできなかった。

然るにこの発明は、下階の居住空間と上階の居住空間とを垂直移動する手段である階段であって、
・上部、中間部、下部に区分して、
・下部で、上下に隣接する上側の１段の蹴上げ高さを「Ｒ１・上の段」、下側の１段の蹴上げ高さを「Ｒ１・下の段」として、
（Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
・上部で、上下に隣接する上側１段の蹴上げ高さを「Ｒ３・上の段」、下側１段の蹴上げ高さを「Ｒ３下の段」として、
（Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・上の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
としたので、前記問題点を解決した。

即ちこの発明は、下階の居住空間と上階の居住空間とを垂直移動する手段である階段であって、所定の蹴上げ高さで形成され、以下の条件を満たすことを特徴とする階段である。
(1) 前記階段を前記下階の床面に続く部分を下部とし、前記上階の床面に続く部分を上部とし、その他の部分を中間部として、区分する。１段の蹴上げ高さで、前記下部をＲ１、前記中間部をＲ２、上部をＲ３とする。
(2) 前記下部の上下に隣接する踏み段で、上側の１段の蹴上げ高さを「Ｒ１・上の段」、下側の１段の蹴上げ高さを「Ｒ１・下の段」として、
Ｒ２＞Ｒ１・上の段＞Ｒ１・下の段
とする。
更に、前記上部の上下に隣接する踏み段で、上側１段の蹴上げ高さを「Ｒ３・上の段」、下側１段の蹴上げ高さを「Ｒ３下の段」として、
Ｒ３・上の段＜Ｒ３・下の段＜Ｒ２
とする。
(3) 前記下部で、上下に隣接する段の蹴上げ高さの差を
（Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
前記上部で、上下に隣接する段の蹴上げ高さの差を
（Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・上の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
とした。

また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする階段である。
(1) （Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）
＝（Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・下の段）＝一定値

また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする階段である。
(1) １段の踏み面寸法で、上部をＴ１、中間部をＴ２、下部１をＴ３とする。
(2) （Ｒ１＋Ｔ１）＝（Ｒ２＋Ｔ２）＝（Ｒ３＋Ｔ３）＝一定値

前記において、階段の材質は、木系、コンクリート系、金属系、ガラス系、樹脂系、石材系など問わない。

また、前記において、上部、中間部、下部の区分は、通常は高さ方向でできるだけ、等分に近い数値で設定することが望ましいが、任意である。また、中間部を１段分又は２段分とすることもできる。

また、この発明は、特に直進型の階段の場合に最適であるが、廻り階段でも同様に適用できる。尚、廻り階段で上下に直線部分を有する場合は、上部は上の直線部分の上側、下部は下の直線部分の下側として、中間部の上下に直進する段を加えることが、望ましい。

上下の居住空間である上階と下階を結ぶ階段で、
・階段の下部で、下側の蹴上げ高さＲ１を最初は小さく、段々大きく設定し、
・階段の上部で、下側の蹴上げ高さＲ３を最初は大きく、段々小さく設定し、
・更に上下の蹴上げ高さの差を５ｍｍ〜１５ｍｍとした
ので、階高である２．５ｍ〜４ｍ程度の垂直方向の移動をする際に、感じる疲労感をできるだけ少なくして、かつ違和感なく移動できる効果がある。尚、上記階高の場合に最適であるが、より少ない階高または高い階高であって同様の効果が期待できる。

また、登りはじめ、降りはじめの蹴上げ高さがその先よりも小さく設定されるので、登りはじめ、降りはじめで、歩行者の身体の馴染みが良くなる効果があり、疲労感をさらに軽減させることができる。

また、「Ｒ＋Ｔ＝一定」とした場合、歩行者の歩幅がほぼ一定であることに合致するので、好ましい。

下階の居住空間である床面１と上階の居住空間である床面２とを、蹴上げ５と踏み面６とを段々に形成して垂直移動する手段である階段１０を構成する（図１）。階段１０を、下階の床面１に続く部分を「下部」とし、上階の床面２に続く部分を「上部」とし、「下部」と「上部」で挟まれたその他の部分を「中間部」として、区分する。１段の蹴上げ高さＲで、下部をＲ１、中間部をＲ２、上部をＲ３とする。

（１）蹴上げ高さＲを以下のように設定する。
ａ．中間部のＲ２を一定にする。
ｂ．下部の上下に隣接する踏み段で、上側の１段の蹴上げ高さＲ１を「Ｒ１・上の段」、下側の１段の蹴上げ高さを「Ｒ１・下の段」として、
Ｒ２＞Ｒ１・上の段＞Ｒ１・下の段
とする。
ｃ．上部の上下に隣接する踏み段で、上側１段の蹴上げ高さＲ３を「Ｒ３・上の段」、下側１段の蹴上げ高さを「Ｒ３下の段」として、
Ｒ３・上の段＜Ｒ３・下の段＜Ｒ２
とする。
ｄ．下部で、上下に隣接する段の蹴上げ高さＲ１の差を
（Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
上部で、上下に隣接する段の蹴上げ高さＲ３の差を
（Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・上の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
とする。この場合、５ｍｍ以下では、上下の蹴上げ高さの差が感じられず、変化させた意味が無くなる。また、１５ｍｍより大きくした場合には、上下の蹴上げ高さの差が大きく違和感を感じることになるので、上記寸法の範囲内に設定する。ただし、この場合、１５ｍｍに近い場合は違和感を感じる人もいるので、５〜１０ｍｍ程度とすることが好ましい。
従って、下部と中間部、中間部と上部の境においても同様に、
Ｒ２−（Ｒ１・最上段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
Ｒ２−（Ｒ３・最下段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
となる。
ｅ．この際、以下の場合がある。
・５ｍｍ〜１５ｍｍの値は、１本の階段で一定にする場合
・下部では下から上に向けて、徐々に差を大きくし、上部では下から上に向けて徐々に差を小さくする場合

（２）踏み面寸法Ｔと蹴上げ高さＲの関係
ａ．踏み面寸法Ｔについては、一の実施態様では、下階の床面１から上階の床面２まで一定にすることができる。
ｂ・また、他の実施態様は、
Ｒ＋Ｔ＝一定
として、上記蹴上げ高さＲの数値を優先して、これに併せて踏み面寸法Ｔを設定する。この場合、一定の数値は、４１０ｍｍ〜４７０ｍｍ程度が採用される。

図１に基づいて、この発明の実施例を説明する。

（１）階段の実施例

階高３０００ｍｍで、下階の床面１と上階の床面２を１５段で結ぶ階段１０とする（図１で実線図示）。下階の床面１側から５段目を迄を下部、６段目〜１０段目を中間部として、１１段〜１５段の上階の床面２側を上部とする。表１で、下部、中間部、上部の境界の罫線を太く表示してある。

中間部では、
蹴上げ高さＲ２＝２１０ｍｍ＝一定
踏み面寸法Ｔ２＝２３０ｍｍ＝一定
Ｒ２＋Ｔ２＝４４０ｍｍ
として、通常の階段の設計に納まる段差で形成する。この場合、１段で段鼻４を中心点として、縦（略垂直）方向を蹴上げ５、横（略水平）方向を踏み面６の寸法をそれぞれ設定してある（図１）。

また、この中間部の蹴上げ高さＲ２を基準にして、下部では
蹴上げ高さＲ１＝１８５ｍｍ〜２０５ｍ
として、上下の蹴上げ高さの差が５ｍｍとなるように、
Ｒ１０−Ｒ１１＝Ｒ１１−Ｒ１２＝Ｒ１２−Ｒ１３＝５ｍｍ
で形成する。下部の踏み面寸法Ｔ１は中間部と同一であり、
Ｔ１＝Ｔ２＝２３０ｍｍ
とする。

また、この中間部の蹴上げ高さＲ２を基準にして、上部では、
蹴上げ高さＲ３＝１８５ｍｍ〜２０５ｍ
として、上下の蹴上げ高さの差が５ｍｍとなるように、
Ｒ３０−Ｒ３１＝Ｒ３１−Ｒ３２＝Ｒ３２−Ｒ３３＝Ｒ３３−Ｒ３４＝５ｍｍ
で形成する。上部の踏み面寸法は中間部と同一であり
Ｔ３＝Ｔ２＝２３０ｍｍ
とする。

従って、下部、中間部、上部の全段で、踏み面は同一寸法となる。
∴Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝２３０ｍｍ

上記の設定した各寸法を下記表１に表す。また、表１より、踏み面寸法Ｔの合計、即ち階段１０（１０Ａ）の全長は３２３０ｍｍとなる。

ここで、各段で、踏み面寸法＋蹴上げ高さは、
上部で、 Ｒ３＋Ｔ３＝４２０〜４３５ｍｍ、
中間部で、Ｒ２＋Ｔ２＝４４０ｍｍ、
下部で、 Ｒ１＋Ｔ１＝４１５〜４３５ｍｍ
となる。

（２）比較例（供試体）

同じ、階高の下階の床面１と上階の床面２を結ぶ階段１０Ａで、
蹴上げ高さＲ＝２００ｍｍ
踏み面寸法Ｔ＝２３０ｍｍ
Ｒ＋Ｔ＝４３０ｍｍ
とした従来の階段１０Ａと比較した（表１、図２で鎖線図示）。

（３）歩行実験１内容

前記表１・図１（実線）のこの発明の階段１０、表１・図１（鎖線）の比較例の階段１０Ａを供試体として、以下のような歩行実験をした。尚、本件発明の階段１０と比較例の階段１０Ａの実験は異なる日にそれぞれ行った。

(a) 被験者有効サンプル数３０名
生理学的サンプル有効数３０名（全員健常者。内女性１４名）
(b) 被験者は、予め、下肢前部、下肢後部、大腿前中央部について、筋硬度を測定する。
(c) 被験者は、発明の階段を昇降１０往復した後、直後に下肢前部、下肢後部、大腿前中央部について、筋硬度を測定する。昇降前後の筋硬度のグラフを図２〜４に示す。
また、昇降後の心拍数を測定し、そのグラフを図５に示す。
(d) その後、休憩しながら 疲労感について、問診票（アンケート）に回答する。
疲労感については、症状を「まったくない」「ほとんどない」「ある」「かなりある」「非常にある」のいずれかに回答を求めて、結果をグラフ化した（図６）。

（４）歩行実験１結果

・昇降前後の筋硬度を比較すれば、比較例に比べて本願発明の階段１０の方が、脚部にかかる負担が軽減できることが分かった（図２〜４）。
・また、心拍数でも、比較例に比べて本件発明の方が低く、負担が軽減できることが分かった（図５）。
・従って、本願発明の階段１０が脚部への負担が少なく、疲れにくい傾向があると言える（図２〜図６）。

図７に基づき他の発明の実施例を説明する。

（１）階段の構成

下記表２に示すように、上下の段差設定を５ｍｍとした場合（供試体Ｂ）、段差設定を１０ｍｍとした場合（供試体Ｃ）、段差設定を１５ｍｍとした場合（供試体Ｄ）で、部分階段１１を構成する（図３）。

この部分階段１１を、階段の「下部（蹴上げ高さＲ１１〜Ｒ１５）」に使用して（供試体Ｂ〜Ｄ）、従来の蹴上げ高さＲ２が同一の階段（供試体Ａ）を「中間部」に使用して、この供試体Ｂ〜Ｄの部分階段１１の５段〜１段の蹴上げ高さをＲ３１〜Ｒ３５に設定した部分階段（図示していない）を「上部」に設定して、この発明の階段１０を構成する（図示していない）。即ち、蹴上げ高さＲ１の「下部」」、蹴上げ高さＲ３の「上部」で、
（Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）
＝５ｍｍ（供試体Ｂ）、１０ｍｍ（供試体Ｃ）、１５ｍｍ（供試体Ｄ）
（Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・上の段）
＝５ｍｍ（供試体Ｂ）、１０ｍｍ（供試体Ｃ）、１５ｍｍ（供試体Ｄ）
としてある。

（２）比較実験２

前記表２で、段差設定０ｍｍの場合を従来例として（供試体Ａ）、供試体Ａ〜供試体Ｄで歩行実験をした。
実験方法：被験者２０名に供試体毎の違いを説明することなく歩行実験をしてもらった。被験者は、供試体Ａについて３回昇降を繰り返し、歩行感を記入してもらう。続いて、供試体Ｂ→供試体Ｃ→供試体Ｄの順番で、同じ動作を繰り返す。
被験者のデータ、違和感を感じた供試体、感じた違和感の内容について、表３−１、表３−２に示す。

歩行実験では、違和感の観点では、供試体Ｂ、Ｃが好ましく。供試体Ｄでも違和感があるが、歩行上支障が無い程度であることが分かった。

図８に基づいて、この発明の他の実施例を説明する。前記各実施例では、直進する階段について説明したが、この実施例は、廻り階段の実施例である。階段１０の仕様を下記表４に示す。

この実施例では、上直進１６（上側の直進部分）の上側が、「階段の上部」を構成し、下直進１４（下側の直進部分の下側）が「階段の下部」を構成する。また、上直進１６の下側、廻り階段部分、及び下直進１６の上側が「階段の中間部」を構成する（表４）。

また、この実施例では、
（Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）＝（Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・上の段）
＝５ｍｍ
としてある。

この実施例は、直進型の階段で、下記表５−１、表５−２ のように、蹴上げ高さR１，踏み面寸法Tを設定したものであり、Ａタイプ〜Ｆタイプで、
Ｒ＋Ｔ＝一定
とした実施例である。このうち、Ａ〜Ｃタイプは１５段、Ｄ〜Ｆタイプは１６段とした階段である。また、表５−１、表５−２で、下部、中間部、上部の境界の罫線を太く表示してある。

Ａタイプは、
上部（６段分）：Ｒ３・上の段−Ｒ３・下の段＝５ｍｍ
中間部（３段分）：Ｒ２＝２１０ｍｍ
下部（６段分）：Ｒ１・下の段−Ｒ１・上の段＝５ｍｍ
Ｒ１＋Ｔ１＝Ｒ２＋Ｔ２＝Ｒ３＋Ｔ３＝４５５ｍｍ
としてある。

また、Ｂタイプは、
上部（６段分）：Ｒ３・上の段−Ｒ３・下の段＝５ｍｍ
中間部（４段分）：Ｒ２＝２１０ｍｍ
下部（５段分）：Ｒ１・下の段−Ｒ１・上の段＝５ｍｍ
Ｒ１＋Ｔ１＝Ｒ２＋Ｔ２＝Ｒ３＋Ｔ３＝４５５ｍｍ
としてある。

また、Ｃタイプは、
上部（７段分）：Ｒ３・上の段−Ｒ３・下の段＝５ｍｍ
中間部（２段分）：Ｒ２＝２１０ｍｍ
下部（６段分）：Ｒ１・下の段−Ｒ１・上の段＝５ｍｍ
Ｒ１＋Ｔ１＝Ｒ２＋Ｔ２＝Ｒ３＋Ｔ３＝４５５ｍｍ
としてある。

また、Ｄタイプ及びＥタイプは、
上部（８段分）：Ｒ３・上の段−Ｒ３・下の段＝５ｍｍ
中間部（３段分）：Ｒ２＝２００ｍｍ
下部（５段分）：Ｒ１・下の段−Ｒ１・上の段＝５ｍｍ
Ｒ１＋Ｔ１＝Ｒ２＋Ｔ２＝Ｒ３＋Ｔ３
＝４５５ｍｍ（Ｄタイプ）、４５０ｍｍ（Ｅタイプ）
としてある。

また、Ｆタイプは、
上部（７段分）：Ｒ３・上の段−Ｒ３・下の段＝５ｍｍ
中間部（３段分）：Ｒ２＝２００ｍｍ
下部（６段分）：Ｒ１・下の段−Ｒ１・上の段＝５ｍｍ
Ｒ１＋Ｔ１＝Ｒ２＋Ｔ２＝Ｒ３＋Ｔ３＝４５５ｍｍ
としてある。

この発明の実施例１の階段を表す概略した図である。 歩行実験１の実験結果で、筋硬度（下腿前部）のグラフである。 同じく歩行実験１の実験結果で、筋硬度（下腿後部）を比較したグラフである。 同じく歩行実験１の実験結果で、筋硬度（大腿前中央部）のグラフである。 同じく歩行実験１の実験結果で、心拍数を比較したグラフである。 同じく歩行実験１の実験結果で、疲労感を比較したグラフである。 実施例２の階段の図である。 実施例３の階段の図である。

符号の説明

１ 下階の床面
２ 上階の床面
４ 段鼻
５ 蹴上げ
６ 踏み面
１０ 階段
１０Ａ 階段（従来例）
１１ 部分階段
１２ 支柱
１４ 下直維
１５ 廻り
１６ 上直進

Claims (3)

1. 下階の居住空間と上階の居住空間とを垂直移動する手段である階段であって、所定の蹴上げ高さで形成され、以下の条件を満たすことを特徴とする階段。
   (1) 前記階段を前記下階の床面に続く部分を下部とし、前記上階の床面に続く部分を上部とし、その他の部分を中間部として、区分する。１段の蹴上げ高さで、前記下部をＲ１、前記中間部をＲ２、上部をＲ３とする。
   (2) 前記下部の上下に隣接する踏み段で、上側の１段の蹴上げ高さを「Ｒ１・上の段」、下側の１段の蹴上げ高さを「Ｒ１・下の段」として、
   Ｒ２＞Ｒ１・上の段＞Ｒ１・下の段
   とする。
   更に、前記上部の上下に隣接する踏み段で、上側１段の蹴上げ高さを「Ｒ３・上の段」、下側１段の蹴上げ高さを「Ｒ３下の段」として、
   Ｒ３・上の段＜Ｒ３・下の段＜Ｒ２
   とする。
   (3) 前記下部で、上下に隣接する段の蹴上げ高さの差を
   （Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
   前記上部で、上下に隣接する段の蹴上げ高さの差を
   （Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・上の段）＜（５ｍｍ〜１５ｍｍ）
   とした。
2. 以下のように構成したことを特徴とする請求項１記載の階段。
   (1) （Ｒ１・上の段）−（Ｒ１・下の段）
   ＝（Ｒ３・下の段）−（Ｒ３・下の段）＝一定値
3. 以下のように構成したことを特徴とする請求項１記載の階段。
   (1) １段の踏み面寸法で、上部をＴ１、中間部をＴ２、下部１をＴ３とする。
   (2) （Ｒ１＋Ｔ１）＝（Ｒ２＋Ｔ２）＝（Ｒ３＋Ｔ３）＝一定値

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