JP2012143260A - Portable slope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体間に生じる段差に掛け渡して車椅子の走行に使用される携帯用スロープに関し、特に軽量化を図りつつも十分な剛性を具える携帯用スロープに関する。 The present invention relates to a portable slope that is used to travel a wheelchair over a step formed between objects, and more particularly to a portable slope that has sufficient rigidity while reducing weight.
ビルディングや公共施設などの建造物において、物体間に段差がある場合がある。例えば、出入口が地面よりも少し高い位置にあり、出入口と地面との間に段差がある建造物がある。しかしながら、車椅子使用者にとってはこのような段差を乗り越えるのが困難である。 In a building such as a building or a public facility, there may be a step between objects. For example, there is a building in which the doorway is slightly higher than the ground and there is a step between the doorway and the ground. However, it is difficult for wheelchair users to overcome such steps.
そこで、例えば下記特許文献1により、折畳み可能で持ち運びが比較的容易な携帯用スロープが提案されている。例えば、図8に示されるように、携帯用スロープaは、物体間の段差bに掛け渡されることにより、上面で車椅子が走行しうる平坦な走行面cを提供することができる。また、下記特許文献1の携帯用スロープでは、その両側縁に、脱輪を防止するための側壁dが設けられている。
Thus, for example,
しかしながら、上記脱輪を防止するための側壁が設けられた携帯用スロープは、例えばスロープに沿った長さLが2550mm程度のもので約13kgf(約127N)の重量がある。このため、携帯用とは言え、高齢者では、このようなスロープを持ち運びするのに多大な労力が必要になる。 However, the portable slope provided with the side wall for preventing the above-mentioned wheel removal has a length L along the slope of about 2550 mm and has a weight of about 13 kgf (about 127 N). For this reason, although it is portable, an elderly person requires a lot of labor to carry such a slope.
一方、携帯用スロープを軽量化するために、各部の厚さを薄くすることも考えられる。しかしながら、スロープの薄肉化は、車椅子の荷重の負荷によってスロープのたわみ量を大きくするため強度上の問題がある。 On the other hand, in order to reduce the weight of the portable slope, it is conceivable to reduce the thickness of each part. However, the thinning of the slope has a problem in strength because the amount of deflection of the slope is increased by the load of the wheelchair.
発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、軽量化を図るべく、使用材料として、繊維強化樹脂を用いることを前提として、スロープ本体の厚さtを限定するとともに、側壁の高さhとスロープ本体の厚さtとの比(h/t)を一定範囲に限定すると、軽量化と高剛性とが高い次元で両立されることを知見し、本発明を完成させるに至った。 As a result of earnest research, the inventors limited the thickness t of the slope body and the height h of the side wall and the slope on the premise that a fiber reinforced resin is used as a material to reduce the weight. When the ratio (h / t) with respect to the thickness t of the main body is limited to a certain range, it has been found that light weight and high rigidity are compatible at a high level, and the present invention has been completed.
以上のように、本発明は、軽量化と高剛性とを高い次元で両立させ得る携帯用スロープを提供することを課題としている。 As described above, an object of the present invention is to provide a portable slope that can achieve both weight reduction and high rigidity at a high level.
本発明のうち請求項1記載の発明は、物体間に生じる段差に掛け渡して車椅子の走行に使用される繊維強化樹脂製の携帯用スロープであって、上面が車椅子の走行面となる板状のスロープ本体と、該スロープ本体の外側縁で立ち上がってスロープの長さ方向にのびる脱輪防止用の側壁とを一体に具え、前記スロープ本体の厚さtが15〜25mmであり、しかも前記側壁の走行面からの高さhと前記スロープ本体の厚さtとの比(h/t)が2.1〜2.9であることを特徴とする。
The invention according to
また請求項2記載の発明は、前記比(h/t)が2.5〜2.7である請求項1記載の携帯用スロープである。
The invention according to
また請求項3記載の発明は、前記スロープ本体は、前記長さが2400〜2700mmであり、この長さと直角な幅が700〜1100mmである請求項1又は2に記載の携帯用スロープである。
The invention according to
また請求項4記載の発明は、前記側壁の厚さが5〜15mmである請求項1乃至3のいずれかに記載の携帯用スロープである。
The invention according to
また請求項5記載の発明は、前記スロープ本体及び側壁は、硬質発泡ポリウレタンからなる芯材の表面に、炭素繊維及び/又はガラス繊維を巻きつけたものを金型にセットして、ポリエチレン、ポリエステルおよびビニルエステルの群から選択される少なくとも1種類以上の樹脂を前記金型に流し込んで一体成形されてなる請求項1乃至4のいずれかに記載の携帯用スロープである。
According to a fifth aspect of the present invention, the slope main body and the side wall are set in a mold in which carbon fibers and / or glass fibers are wound around the surface of a core material made of rigid polyurethane foam, and polyethylene, polyester 5. The portable slope according to
本発明の携帯用スロープは、繊維強化樹脂(FRP)を用いて形成される。繊維強化樹脂は、比重が小さいため、携帯用スロープの軽量化を可能とする。また、本発明の携帯用スロープは、スロープ本体の厚さtが15〜25mmに限定されるとともに、側壁の高さhと前記スロープ本体の厚さtとの比(h/t)が2.1〜2.9の範囲に限定される。 The portable slope of the present invention is formed using fiber reinforced resin (FRP). Since the fiber reinforced resin has a small specific gravity, the portable slope can be reduced in weight. In the portable slope of the present invention, the thickness t of the slope body is limited to 15 to 25 mm, and the ratio (h / t) between the height h of the side wall and the thickness t of the slope body is 2. It is limited to the range of 1 to 2.9.
従来の携帯用スロープでは、上記比(h/t)が概ね2.0よりも小さく形成されている。このため、側壁がスロープ本体の曲げ乃至撓み剛性を高めるための補強リブとして有効に機能していない。これに対して、本発明は、前記比(h/t)が2.1以上、即ち、スロープ本体の厚さに比して側壁の高さが顕著に大きくされる。これにより、側壁が、スロープ本体の曲げ乃至撓みを抑制する補強リブとして有効に機能し、スロープ本体の厚さを15〜25mmと薄肉化して軽量化を図りつつ、一般的な車椅子が走行した場合でも十分な耐撓み剛性が確保される。なお、前記比(h/t)が2.9を超えると、携帯用スロープの十分な軽量化が実現できない。 In the conventional portable slope, the ratio (h / t) is generally smaller than 2.0. For this reason, the side wall does not function effectively as a reinforcing rib for increasing the bending or bending rigidity of the slope body. On the other hand, in the present invention, the ratio (h / t) is 2.1 or more, that is, the height of the side wall is remarkably increased as compared with the thickness of the slope body. As a result, when a general wheelchair travels, the side wall effectively functions as a reinforcing rib that suppresses bending or bending of the slope body, and the thickness of the slope body is reduced to 15 to 25 mm to reduce the weight. However, sufficient bending resistance rigidity is ensured. When the ratio (h / t) exceeds 2.9, it is not possible to realize a sufficient weight reduction of the portable slope.
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1〜4に示されるように、本実施形態の携帯用スロープ(以下、単に「スロープ」ということがある。)1は、高さが異なる物体間に生じる段差に掛け渡して車椅子の走行に使用されるもので、上面2aが車椅子の走行面となる板状のスロープ本体2と、該スロープ本体2の外側縁で立ち上がってスロープの長さLの方向にのびる一対の脱輪防止用の側壁3、3とを一体に具える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, the portable slope (hereinafter sometimes simply referred to as “slope”) 1 of the present embodiment spans a step generated between objects having different heights to travel a wheelchair. A plate-shaped slope
前記スロープ本体2は、図1及び図4に示されるように、スロープに沿って一端S1から他端S2までのびる長さLと、車椅子が通行可能な幅Wとを有してほぼ矩形の板状に構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the slope
前記スロープ1の長さLは、特に限定されないが、好ましくは1000mm以上、より好ましくは2000mm以上、さらに好ましくは2400mm以上が好ましい。この長さLが1000mm未満の場合、スロープを掛け渡したときの走行面が急傾斜になるおそれがあり、使い勝手が悪化するおそれがある。逆に、スロープ1の長さLが大きくなると持ち運びに不便となる他、重量が増加しやすいので、好ましくは3000mm以下、より好ましくは2700mm以下が望ましい。また、スロープ1の長さLと直角方向の寸法である前記幅Wは、好ましくは700〜1100mm程度が望ましい。
The length L of the
本実施形態のスロープ1は、図1、図3及び図4に示されるように、幅方向に並ぶ複数枚(この例では等幅に分割された2枚)のスロープ片1A、1Bが屈曲自在なテープ状の弾性シート材4で連結されて構成される。従って、図3(b)に示されるように、一対のスロープ片1A、1Bは、互いに向き合う側縁で折り畳むことができ、かつ、使用時には図3(a)に示されるように、スロープ片1A、1Bを展開して互いの側縁を突き合わせることで車椅子が走行可能な実質的に連続した平面からなる走行面が得られる。なお、スロープ片1A、1Bには、例えば、折り畳み状態を維持するための面ファスナ等の固着具や、折り畳んで運搬する際の持ち手(いずれも図示省略)等が設けられるのが望ましい。
In the
図5(a)、(b)に示されるように、前記スロープ本体2の一端S1及び他端S2は、それぞれ厚さが漸減するテーパ状に形成されるとともに、物体又は地面との接触位置には、適宜滑り止めのゴム部材R1、R2がそれぞれ固着される。各ゴム部材Rは、断面U字状をなし、スロープ本体2の前記一端S1及び他端S2の上下及び先端部を覆っている。特に、一端S1側に装着されたゴム部材R1は、下面にスロープ1の幅方向にのびる複数の溝gが形成されている。これは、地面等との摩擦を高め、スロープ1が位置ズレするのを防止するのに役立つ。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), one end S1 and the other end S2 of the
前記側壁3は、スロープ本体2の外側縁でほぼ垂直に立ち上がってスロープの長さ方向にのびている。このような側壁3は、スロープ本体2の上面2aを車椅子で走行する際、その車輪がスロープ本体2からはみ出す脱輪を防止するのに役立つ。
The
前記側壁3は、必ずしもスロープ本体2の全長さに亘って形成されている必要はない。好ましくは、図4に示されるように、側壁3の長さLWとスロープ1の長さLとの比(LW/L)が好ましくは0.1以上、より好ましくは0.50以上、さらに好ましくは0.70以上、さらに好ましくは0.80以上が望ましい。とりわけ、側壁3は、スロープ本体2の一端S1及び他端S2それぞれから所定の長さの範囲については形成されていなくともよい。この所定の長さは、たとえば上記長さLの10%以下が望ましい。
The
また、スロープ1は、段差に掛け渡されたときに、その上を車椅子が通過しても十分に耐えうる強度が必要である。具体的には、少なくともJIS T9207「車いす用可搬形スロープ」に基づく耐荷重試験、たわみ量及び耐久試験に合格する必要がある。軽量化を図りつつこのような耐久試験を満足させるために、本発明のスロープ1には、繊維強化樹脂が採用される。繊維強化樹脂は、軽量かつ高強度であるため、スロープ本体2の材料として特に好ましい。
Further, the
図7には、このようなスロープ1の断面略図が示されている。スロープ1は、例えば、スロープ長さ方向にのびる断面矩形状の芯材6と、該芯材6の回りに巻き付けられた強化繊維7と、これらを一体に固化保持するマトリックス樹脂8とから構成されている。
FIG. 7 shows a schematic sectional view of such a
前記芯材6には、例えば、硬質ポリウレタン等の発泡体を用いることが軽量化の観点から好ましい。
For the
前記強化繊維7には、例えば炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、シリカ繊維またはジルコニア繊維等の無機繊維、全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、高強度ビニロン繊維または高強度アクリル繊維等の有機繊維、グラファイト、窒化ケイ素またはチタン酸カリウム等のウィスカ等が好適に用いられる。なかでも、炭素繊維又はガラス繊維を用いることが生産技術の観点から好ましい。
Examples of the reinforcing
前記強化繊維7は、スロープ長さ方向とほぼ平行に及び/又は幅方向に配列され得る。特に、これらの配列を組合せた場合には、スロープ全体としての曲げ強度、耐面圧力がさらに向上する点で望ましい。
The reinforcing
また、前記マトリックス樹脂8としては、たとえばポリエステル、エポキシ、フェノールまたはポリイミド等の熱硬化性樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトンまたはポリアミドイミド等の熱可塑性樹脂が好適に用いられ得る。なかでも、ポリエチレン、ポリエステルおよびビニルエステルの群からなる少なくとも1種類以上の樹脂を用いることが強度、生産技術上の観点から好ましい。
Examples of the
なお、製造に際して、未硬化のマトリックス樹脂8と強化繊維7とを予めシート状に複合させたプリプレグなどが用いられても良い。
In manufacturing, a prepreg in which the
本実施形態のスロープ1では、図3(a)のC部拡大図である図6及び図7に示されるように、スロープ本体2と側壁3とが一体に成形される。このようなスロープ1は、例えば、硬質発泡ポリウレタン等からなる芯材6の表面に、強化繊維7を巻きつけて金型にセットした後、この金型にマトリックス樹脂8を流し込んで硬化させることにより得ることができる。また、硬質発泡ポリウレタンからなる芯材6の表面に、前記プリプレグを巻きつけたものを金型にセットして成形することもできる。なお、図7の実施形態では、側壁3を構成する芯材が、スロープ本体2の芯材の上面に置かれているが、スロープ本体2の下面から側壁の上端までをのびる形状でも良い。
In the
本発明のスロープ1では、スロープ本体2の厚さtが15〜25mmであり、しかも前記側壁3の高さhとスロープ本体2の厚さtとの比(h/t)が2.1〜2.9であることを特徴事項としている。
In the
発明者らの種々の実験の結果、従来の携帯用スロープでは、上記比(h/t)が概ね2.0よりも小さく形成されていたため、側壁3がスロープ本体2の曲げ乃至撓み剛性を高めるための補強リブとして有効に機能していないことが判明した。そこで、発明者らは、前記比(h/t)を種々変化させて実験を行ったところ、前記比を2.1以上とすること、即ち、スロープ本体2の厚さtに比して側壁3の高さhを従来に比して顕著に大きくすることにより、側壁3をスロープ本体2の曲げ乃至撓みを抑制する補強リブとして有効に機能させ得ることを知見し、本発明を完成させるに至ったものである。
As a result of various experiments conducted by the inventors, in the conventional portable slope, the ratio (h / t) is formed to be smaller than 2.0, so that the
このようなスロープ1は、スロープ本体2の厚さtを15〜25mmと薄肉化して軽量化を図りつつも、一般的な車椅子が走行した場合でも十分な耐撓み剛性が確保される。従って、本発明によれば、軽量化を図って可搬性に優れるとともに、十分な剛性を具えた携帯用スロープ1が提供される。
In such a
ここで、前記スロープ本体2の厚さtが15mm未満であると、側壁3の高さを大きくしても、十分な耐たわみ剛性を得ることができない。逆に、スロープ本体2の厚さtが25mmを超えると、軽量化が実現できない。とりわけ、スロープ本体2の厚さtは、好ましくは16mm以上、より好ましくは17mm以上が望ましく、また、好ましくは24mm以下、より好ましくは20mm以下が望ましい。
Here, if the thickness t of the slope
前記スロープ本体2の厚さtは、本実施形態では、テーパ部状をなす両側の端部S1、S2を除いて、一定に形成されている。スロープ本体2の端部S1、S2の厚さは、前記厚さtに含めないものとする。この端部S1、S2の各々のスロープ方向の長さLeは、上で述べたように、好ましくはスロープ1の長さLの10%以下とされている。
In this embodiment, the thickness t of the slope
また、前記比(h/t)が2.1未満であると、スロープ本体2の厚さtを前記範囲内に確保しても、側壁3がスロープ本体2を十分に補強し得ず、十分な耐たわみ剛性が得られない。他方、前記比(h/t)が2.9を超えると、スロープ1の十分な軽量化が実現できない。このような観点より、前記比(h/t)は、より好ましくは2.2以上、さらに好ましくは2.5以上が望ましく、また、好ましくは2.7以下が望ましい。
Further, if the ratio (h / t) is less than 2.1, the
また、前記側壁3の厚さkは、小さすぎるとスロープ本体2を補強する効果が十分に得られないおそれがあるので、好ましくは5mm以上、より好ましくは8mm以上が望ましい。他方、側壁3の厚さkが大きすぎても、スロープ1の重量が増加するおそれがあるので、好ましくは15mm以下、より好ましくは12mm以下が望ましい。本実施形態では、側壁3は、実質的に一定の厚さkで形成されている。ただし、金型の抜け勾配程度のテーパ(2〜3%)が設けられても良い。その場合、前記厚さkは、最小の厚さとする。
In addition, if the thickness k of the
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施しうるのは言うまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment, It can deform | transform into a various aspect and can be implemented.
表1の仕様に基づいて、図1〜4に示した基本構造を有する携帯用スロープが複数種類試作された。また、詳細な断面は図9に示される。スロープは、発泡ポリウレタンからなる芯材をガラス繊維層で被覆し、さらにその外側にカーボン繊維層で被覆されたものである。各繊維層は、いずれも未硬化樹脂に繊維を含浸させたプリプレグが用いられた。そして、この成形体が金型に投入され、スロープ本体及び側壁が一体プレス成形されて各スロープ片が製造された。また、スロープ片は、テープ状のナイロン布で折畳み可能に連結された。さらに、各スロープ片の先端には、それぞれゴム部材が接着剤にて固着されるとともに、携帯用のハンドル(ナイロン樹脂製)がリベットにて取り付けられた。詳細な仕様は次の通りでる。
スロープの長さL:2550(mm)
スロープの幅W:390mm×2+中間の隙間5mm=785(mm)
カーボン繊維の引張弾性率:24(GPa)
ガラス繊維の引張弾性率:24(GPa)
各繊維の方向(スロープ長さ方向に対する角度):0゜、22゜及び45゜の積層構造
繊維の配合量比(カーボン:ガラス)=3:1
スロープ本体に内装される各芯材の幅127mm
なお、スロープ本体には、前記芯材が3個使用されるため、スロープ片の芯材の合計幅は127(mm)×3=381(mm)であり、9mmが繊維強化樹脂の合計幅となる。
Based on the specifications shown in Table 1, a plurality of types of portable slopes having the basic structure shown in FIGS. A detailed cross section is shown in FIG. The slope is obtained by coating a core material made of foamed polyurethane with a glass fiber layer and further coating with a carbon fiber layer on the outside thereof. For each fiber layer, a prepreg obtained by impregnating fibers with uncured resin was used. And this molded object was thrown into the metal mold | die, and the slope main body and the side wall were integrally press-molded, and each slope piece was manufactured. Moreover, the slope piece was connected so that folding was possible with the tape-shaped nylon cloth. Furthermore, a rubber member was fixed to the tip of each slope piece with an adhesive, and a portable handle (made of nylon resin) was attached with a rivet. Detailed specifications are as follows.
Slope length L: 2550 (mm)
Slope width W: 390 mm x 2 + intermediate gap 5 mm = 785 (mm)
Tensile modulus of carbon fiber: 24 (GPa)
Tensile modulus of glass fiber: 24 (GPa)
Direction of each fiber (angle with respect to the slope length direction): Laminated structure of 0 °, 22 °, and 45 ° Fiber compounding ratio (carbon: glass) = 3: 1
127mm width of each core material built in the slope body
In addition, since three core materials are used for the slope body, the total width of the core material of the slope piece is 127 (mm) × 3 = 381 (mm), and 9 mm is the total width of the fiber reinforced resin. Become.
そして、各スロープの重量が測定されるとともに、各スロープの耐荷重、たわみ量、耐久性能及び固定性能がそれぞれJIS T 9207「車いす用可搬型スロープ」に準拠して測定された。試験は、300kgの質量の荷重を加え、1分間経過した後、測定した The weight of each slope was measured, and the load resistance, deflection amount, durability performance, and fixing performance of each slope were measured in accordance with JIS T 9207 “Portable Slope for Wheelchairs”. The test was performed after applying a weight of 300 kg and passing for 1 minute.
テスト結果についての合格基準は次の通りである。
(1)たわみ量:3.5゜以下
(2)耐荷重:200kg以上
(3)重量:12.5kgf以下
テストの結果は、表1に示される。
The acceptance criteria for the test results are as follows.
(1) Deflection amount: 3.5 ° or less (2) Load resistance: 200 kg or more (3) Weight: 12.5 kgf or less The test results are shown in Table 1.
テストの結果、実施例のスロープは、軽量化を図りつつも十分な剛性を具える有意な効果が確認できた。 As a result of the test, it was confirmed that the slope of the example had a significant effect of providing sufficient rigidity while reducing the weight.
次に、スロープ本体の厚さ15mm、20mm及び25mmの3種類に設定し、側壁の高さhを変えて同様の実験が行われた。結果は、表2乃至4に示される通りである。 Next, the same experiment was performed by setting the slope body thickness to 15 mm, 20 mm, and 25 mm, and changing the height h of the side wall. The results are as shown in Tables 2-4.
テストの結果、スロープ本体の厚さを15〜25mmに設定した場合、軽量化を図りつつも十分な剛性を具える有意な効果が確認できた。 As a result of the test, when the thickness of the slope body was set to 15 to 25 mm, a significant effect of providing sufficient rigidity while reducing the weight was confirmed.
1 携帯用スロープ
2 スロープ本体
3 側壁
t スロープ本体の厚さ
h 側壁の高さ
1
Claims (5)
上面が車椅子の走行面となる板状のスロープ本体と、該スロープ本体の外側縁で立ち上がってスロープの長さ方向にのびる脱輪防止用の側壁とを一体に具え、
前記スロープ本体の厚さtが15〜25mmであり、
しかも前記側壁の走行面からの高さhと前記スロープ本体の厚さtとの比(h/t)が2.1〜2.9であることを特徴とする携帯用スロープ。 A portable slope made of fiber reinforced resin that is used to run a wheelchair across a step formed between objects,
A plate-like slope main body whose upper surface is the running surface of the wheelchair, and a side wall for preventing wheel removal that rises at the outer edge of the slope main body and extends in the length direction of the slope,
The slope body has a thickness t of 15 to 25 mm;
And the ratio (h / t) of the height h from the running surface of the said side wall and the thickness t of the said slope main body is 2.1-2.9, The portable slope characterized by the above-mentioned.
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