JP2023164936A - 床材システム - Google Patents

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Abstract

【課題】歩行時は安定度性が高く歩きやすく、一方で転倒時には高い衝撃吸収能を発揮できる床材システムを提供する。【解決手段】地面と略平行な面を持つ上部層と下部層と、複数の衝撃緩衝能を持つ脚部を有し、並べて使用する基礎材１０と、基礎材１０に掛かる力を分散する分散材２０、２１を持つ。【選択図】図１

Description

本発明は衝撃を吸収する床材システムに関する。
近年、患者や高齢者等が転倒した際の怪我を防ぐため、衝撃を吸収するマットや床材が提案されている。
特許文献１には、簡単な組成で、優れた衝撃吸収性とキャスター走行性を確保し、更に歩行性に優れる床材が開示されている。
また、特許文献２には、かけられた力を減衰し衝撃エネルギーを吸収するためのシステムが開示されている。
特開２０１９－１７８５１９号公報 特表２０１９－５２５７８３号公報
特許文献１に開示される技術は、構造中にポリウレタンフォーム層が含まれ、これによって衝撃を吸収している。このようなフォーム材料は、かかった力に対して弾性率が線形的であり、安定した歩行が可能な硬さを保つと、転倒時に十分な衝撃を吸収できない。また安定した歩行が可能なクッション層の厚さは薄いため、転倒時、底打ち付きしやすい。
特許文献２に開示される技術は、特許文献１に開示された技術の課題を解決しうるものであるが、抗疲労やレクリエーションなどの目的で開発されたものであり、患者や高齢者等が転倒した際の怪我を防ぐには、十分な衝撃吸収能を持っているとは言えない。
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、歩行時は安定度が高く歩きやすく、一方で転倒時には高い衝撃吸収能を発揮できる床材システムを提供することを目的とする。
衝撃を吸収する床材システムであって、
地面と略平行な面を持つ上部層と下部層と、複数の衝撃緩衝能を持つ脚部を有し、並べて使用する基礎材と、
前記基礎材に掛かる力を分散する分散材と、
を持つことを特徴とする、床材システムが得られる。
本発明によれば、衝撃を吸収する床材システムを提供することができる。
床材システム１の全体像を示す図である。 基礎材１０を横から見た図である。 基礎材１０を上から見た図である。 基礎材１０を斜め上から見た図である。 基礎材１０における脚部１０２の構造を示す図である。 基礎材１０における脚部１０２の位置を示す図である。 基礎材１０における脚部１０２に上部から衝撃を加えた際の、脚部１０２の動きを示す図である。 下層材４０の上に基礎材１０、更にその上に分散材２１を乗せたものを４つ配置したものを上から見た図であり、力が加わる位置を示す図である。 分散材２０１の構造を示す図である。 分散材２０２の構造を示す図である。 分散材２０３の構造を示す図である。 分散材２０４の構造を示す図である。 下層材４０の上に基礎材１０、更にその上に分散材２１を乗せたものを４つ配置し、さらにその上に分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４を乗せたものを上から見た図であり、力が加わる位置を示す図である。 下層材４０の上に基礎材１０、更にその上に分散材２１を乗せたものを４つ配置し、さらにその上に分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４を乗せたものを上から見た図であり、力が加わる位置を示す別の図である。 衝撃吸収能を検討した結果を示す図である。 衝撃吸収能を検討した結果を示す別の図である。 衝撃吸収能の程度を示す図である。 下層材４０の上に基礎材１０、更にその上に分散材２１を乗せたものを４つ配置したものを上から見た図であり、力が加わる位置を示す更に別の図である。 下層材４０の上に基礎材１０、更にその上に分散材２１を乗せたものを４つ配置し、さらにその上に分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４を乗せたものを上から見た図であり、力が加わる位置を示す更に別の図である。 衝撃を受けた位置による衝撃吸収能を検討した結果を示す図である。 衝撃を受けた位置による衝撃吸収能を検討した結果を示す別の図である。 分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４の効果を検討した結果を示す図である。 分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４の効果を検討した結果を示す別の図である。 床材の沈み込み量を検討した結果を示す図である。 床材の沈み込み量を検討した結果を示す別の図である。
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明は、以下のような構成を備える。
［項目１］
衝撃を吸収する床材システムであって、
地面と略平行な面を持つ上部層と下部層と、複数の衝撃緩衝能を持つ脚部を有し、並べて使用する基礎材と、
前記基礎材に掛かる力を分散する分散材と、
を持つことを特徴とする、床材システム。
［項目２］
前記脚部は、前記基礎材の四隅に配置されること、
を特徴とする、項目１に記載の床材システム。
［項目３］
前記脚部は、垂直方向に一定以上の力が加わると座屈すること、
を特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の床材システム。
［項目４］
前記脚部は、一つの側面に溝を備えること、
を特徴とする、項目１から３のいずれかに記載の床材システム。
［項目５］
前記分散材は、隣接する二つの基礎材を跨いで設置する第１の分散材と、
隣接する４つの基礎材を跨いで配置する第２の分散材と、
を持つことを特徴とする、項目１から４のいずれかに記載の床材システム。
（実施の形態の詳細）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（概要）
本発明の実施の形態による床材システム１は、複数の機能の異なる層を備える。図１は床材システム１を横から見た図であり、床材システム１の１単位の構成を示す。
床材システム１は、衝撃を吸収する主な機能を持つ基礎材１０と、衝撃を幾つかの基礎材に分散する分散材２０と分散材２１、上部に位置して歩行性を高める表層材３０と、基礎材１０の下部に位置し、基礎材１０を安定させる下層材４０を備える。また、基礎材１０の間にある空間に、緩衝材５０を備えてもよい。
基礎材１０は、単体でも衝撃吸収能を持つ新規の構造体であり、複数並べて設置することで、設置した範囲において衝撃吸収能を発揮する。
しかしながら、図２０と図２１に示すように、基礎材１０を単純に敷き詰めた場合、力が加わる場所によっては、期待する衝撃吸収能が得られないという問題が発生する。この課題を解決するのが分散材２０と分散材２１である。基礎材１０を敷き詰めて、分散材２０と分散材２１をその上に、後述するように配置すれば、力が加わる場所がどこになったとしても、基礎材１０が持つ衝撃吸収能を、一定の範囲で活かすことができる。その他の表層材３０、下層材４０は、基礎材１０と分散材２０および分散材２１の機能を補助する役割を果たす。
以下、本実施形態の基礎材１０、分散材２０および分散材２１、表層材３０、下層材４０及び、緩衝材５０の構造と機能について、それぞれ説明する。
本実施形態の下層材４０は、床材システム１の最下層を構成し、床などの構造物や地面の上などに設置する。下層材４０は、設置した場所の凹凸を吸収することで、下層材４０の上面は設置面に対して略平行になり、基礎材１０が衝撃吸収能を十分に発揮する環境を作る機能を果たす。下層材４０は、設置面の凹凸を吸収し、その上面に設置する基礎材１０が下層材４０の上を滑らなければ、その素材や表面構造、厚みは問わない。また、下層材４０は、基礎材１０の上部層１０１と同じく、Ｌ１の長さを持つ正方形で設置面に敷き詰めて使用してもよいし、基礎材１０のサイズと合わせずにシートのように設置面に広げて使用してもよい。
本実施形態の基礎材１０の全体構造の一例を図２、図３、図４に示す。図２は基礎材１０を横から見た図である。図３は基礎材１０を上から見た図である。図４は基礎材１０を斜め上から見た図である。基礎材１０は、歩行者や設置物等からの圧力を受ける上部層１０１と、その下部に衝撃を吸収する機能を持つ複数の脚部１０２と、下層材４０と接する下部層１０３を有することを特徴とする。図３において、実際は見えない脚部１０２を点線で記載し、下部層１０３は上部層１０１と同じサイズであるため、上部層１０１と重なって見えるため記載していないように見える。
本実施形態の上部層１０１の構造の一例を図２、図３、図４に示す。上部層１０１は、１辺の長さＬ１の正方形と厚さｔ１からなる。Ｌ１は１５０ｍｍから６００ｍｍの範囲で衝撃緩衝能を発揮しやすく、２００ｍｍから５００ｍｍの範囲であれば硬すぎず、また、上部層１０１の自重による弛みを抑えて衝撃緩衝能を発揮しやすい。更に、３００ｍｍから４００ｍｍであれば、更に衝撃緩衝能を発揮しやすく、サイズと重量により設置し易さが向上する。更に、ｔ１は２ｍｍから１０ｍｍの範囲で衝撃緩衝能を発揮しやすく、２ｍｍから８ｍｍであれば更に衝撃緩衝能を発揮しやすく、２ｍｍから５ｍｍであれば更に衝撃緩衝能を発揮しやすい。
上部層１０１はＮＲゴムで構成される。ゴム硬度は１０から１００の範囲でよく、５０－７０の範囲で衝撃吸収能と歩行時の安定性のバランスが高まる。
脚部１０２の構造の一例を図５に示す。脚部１０２は、高さｈ１、幅ｗ１、奥行きｄ１の構造を持つ。また、脚部１０２の一つの側面には溝が存在する。ｈ１は２０ｍｍから１００ｍｍの範囲で、長いほど衝撃吸収能が高く、短いほど建築物内への設置がしやすい。また、ｈ１は２０ｍｍから５０ｍｍであれば、既に構築された建築物内への設置し易さは向上する。また、ｄ１はｈ１に依存し、ｈ１±２０ｍｍから２×ｈ１±２０ｍｍの範囲でよく、具体的にはｈ１が１００ｍｍの時、ｄ１は１００ｍｍ±２０ｍｍでよく、ｈ１が４０ｍｍの時、ｄ１は８０ｍｍ±２０ｍｍでよい。更に、ｗ１はｈ１に依存し、５ｍｍから２０ｍｍの範囲でよく、具体的にはｈ１が１００ｍｍの時、ｗ１は１５ｍｍ±５ｍｍでよく、ｈ１が４０の時、ｗ１は１０ｍｍ±５ｍｍでよい。
脚部１０２が持つ前記溝は、脚部１０２の下部からｈ１／２の位置を中心に、深さｘ、幅ｙの構造を持つ。ｘはｈ１に依存し、１ｍｍから１０ｍｍの範囲でよく、具体的にはｈ１が１００ｍｍの時、ｘは５ｍｍ±４ｍｍでよく、ｈ１が４０ｍｍの時、ｘは３ｍｍ±２ｍｍでよい。また、ｙはｈ１に依存し、５ｍｍから３００ｍｍでよく、具体的にはｈ１が１００ｍｍの時、ｙは２０ｍｍ±１０ｍｍでよく、ｈ１が４０ｍｍの時、ｙは１０ｍｍ±５ｍｍでよい。
なお、本実施形態ではｈ１、ｗ１、ｄ１、ｘ、ｙは体重６０ｋｇから７０ｋｇの人間が歩行することを前提として説明しており、対象とする体重別に変更してもよい。例えば、一例として、同施設で使用することを想定すれば、ｈ１は固定し、対象者の体重が７０ｋｇよりも重くなるとｗ１を長く、ｘを短くし、また、対象者の体重が６０ｋｇより軽くなると、ｗ１を短く、ｘを長くしてもよい。
脚部１０２はＮＲゴムまたはエラストマーで構成される。ゴム硬度は１０から１００の範囲でよく、５０－７０の範囲で衝撃吸収能と歩行時の安定性のバランスが高まる。
基礎材１０における、脚部１０２の位置の一例を図６に示す。図６は、基礎材１０の一つの角を、真上から見た図であり、本来、脚部１０２は見えないが、説明の都合上記載している。また、図６には基礎材１０の全体は記載しておらず、点線で続いていることを表している。脚部１０２は、上部層１０１の四隅に配置される。前記溝が存在する側面を面１０２１、それ以外の側面のうち、上部層１０１の淵に近い側面を面１０２２とする。脚部１０２は、上部層１０１の淵と面１０２１、面１０２２との距離がそれぞれａ、ｂの位置に配置される。このとき、ａの長さは１ｍｍから１０ｍｍでよく、２ｍｍから５ｍｍであれば、場所ごとの衝撃吸収性能のばらつきが減る。また、ｂの長さは１ｍｍから１０ｍｍでよく、２ｍｍから５ｍｍであれば場所ごとの衝撃吸収性能のばらつきが減る。
脚部１０２の向きは図２、図４で明確になる。前記溝は上部層１０１の外側に向かう。
本実施形態の下部層１０３の構造の一例を図２に示す。下部層１０３は、１辺の長さＬ２の正方形と厚さｔ２からなる。Ｌ２は１５０ｍｍから６００ｍｍの範囲で衝撃緩衝能を発揮しやすく、２００ｍｍから５００ｍｍの範囲であれば衝撃緩衝能を発揮しやすい。更に、３００ｍｍから４００ｍｍであれば、更に衝撃緩衝能を発揮しやすく、サイズと重量により設置し易さが向上する。更に、ｔ２は２ｍｍから１０ｍｍの範囲で衝撃緩衝能を発揮しやすく、２ｍｍから８ｍｍであれば更に衝撃緩衝能を発揮しやすく、２ｍｍから５ｍｍであれば更に衝撃緩衝能を発揮しやすい。
下部層１０１はＮＲゴムまたはエラストマーで構成される。ゴム硬度は１０から１００の範囲でよく、５０－７０の範囲で衝撃吸収能はより高まる。
脚部１０２は上部層１０１、下部層１０３と一体となって結合していてもよいし、上部層１０１の下部と脚部１０２の上部とを、また下部層１０３の上部と脚部１０２の下部とを、結着、部品によって固定してもよいし、または上部層１０１の下部、脚部１０２の上部と下部、下部層１０３の上部にオス・メスの構造を作り、それぞれをはめることで固定してもよい。
脚部１０２の特徴について図７を用いて説明する。脚部１０２は上部に垂直下の方向に衝撃が加わった際に、１０００Ｎ前後で脚部１０２の溝の逆側の側面が突き出るように座屈する。１０００Ｎ前後までは上下に縮むことで衝撃を吸収し、それ以上の力が加わった際には座屈することで衝撃を吸収する。２重に衝撃を吸収する機構を持つことで、通常歩行時には歩きやすく、転倒時などに強い力が加わった際には座屈することで衝撃を吸収できる。
本実施形態の分散材２１は、基礎材１０と分散材２０の間に設置する。基礎材１０がある程度の変形性をもつゴム等を材料とすることから、一定の硬度を持つ分散材２１を基礎材１０の上に設置することで、上部層１０１の自重で基礎材１０の中央部が弛むことを防ぎ、また、基礎材１０の上部層１０１に力が掛かった際にも、その力を基礎材１０の４本の脚部１０２に分散する機能を果たす。更に、分散材２１は、力を広い面積で受ける機能を持つ。基礎材１０の分散材２１は、その厚みは２ｍｍから１２ｍｍでよく、基礎材１０の中央部に力が掛かった際に、その力を４本の足に分散することができる硬度を持つ素材であれば、その素材や表面構造は問わない。分散材２１は、例えば、素材としては木材や樹脂、プラスチック、金属などでもよい。
分散材２０は、基礎材１０の衝撃吸収能と歩行時の安定性のバランスを最大化させるために必要な部品である。まず、基礎材１０は敷き詰めることで使用する。基礎材１０を単純に並べただけでは、隣接する基礎材１０との連結はなく、力が掛かった部位によって、力が加わる脚部１０２に偏りが出てしまい、結果、衝撃吸収能に差がでて、安定した機能を発揮できない。図８は、下層材４０の上に基礎材１０、更にその上に分散材２１を乗せたものを４つ配置したものを上から見た図であり、説明の都合上、下層材４０と分散材２１の表記は省いている。例えば、図８の位置１１１に力が加わった場合、分散材２１の効果により、４本の脚部１０２ａ、脚部１０２ｂ、脚部１０２ｃ、脚部１０２ｄに、およそ均一に力が加わり、期待する衝撃吸収能を得ることができる。しかし、例えば、図６の位置１１２に力が加わった場合、当該力はその真下にある脚部１０２ｅに偏って掛かるため、期待する衝撃吸収能を得ることができない。また、例えば、位置１１３においても、脚部１０２ｆと脚部１０２ｇの２本に偏って力がかかり、期待する衝撃吸収能を得ることができない。更に、例えば１１４のように複数の基礎材１０にまたがった位置に力が加わった場合も、基礎材１０Ａと基礎材１０Ｂは連結していないため、脚部１０２ｇ、脚部１０２ｈ、脚部１０２ｉ、脚部１０２ｊに力がうまく分散できるとは限らない。なぜならば、例えば、歩行時には、図６に足跡で示すように、足で位置１１４を踏むことになり、その場合、踵部分、つまり基礎材１０Ｄに大きな力が掛かることになり、結果的に脚部１０２ｉ、脚部１０２ｊに偏って力が掛かるためである。分散材２０はこの課題を解決し、隣接する２つまたは４つの基礎材１０の、４本の脚部１０２に力を分散する機能を持つ。
分散材２０には、分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４の４種類がある。分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４は敷き詰めるため、それぞれが接触せず、また同じ厚みであることが求められる。なお、接続部分が折れ曲がりやすい構造になっていて、それぞれが分かれているときと同じ効果を得られるようであれば、分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４は一体になっていてもよい。
分散材２０１の構造の一例を図９に示す。分散材２０１は、本実施形態では、１辺の長さがＬ３の正方形で、厚さｔ３の構造を持つ。Ｌ３は基礎材１０におけるＬ１に依存し、（Ｌ１／２）±２０ｍｍの範囲で、分散材２０２と接触しなければよい。ｔ３は２ｍｍから５ｍｍの範囲でよい。
分散材２０２の構造の一例を図１０に示す。分散材２０２は、本実施形態では、１辺の長さがＬ４の正方形で、厚さｔ４の構造を持つ。Ｌ４は基礎材１０におけるＬ１に依存し、（Ｌ１／２）±２０ｍｍの範囲で、分散材２０１と接触しなければよい。ｔ４は２ｍｍから５ｍｍの範囲でよい。
分散材２０３の構造の一例を図１１に示す。分散材２０３は、本実施形態では、１辺の長さがＬ５の正方形で、厚さｔ４の構造を持つ。Ｌ３は基礎材１０におけるＬ１に依存し、（Ｌ１／４）×√２±１０ｍｍの範囲で、分散材２０２及び分散材２０４と接触しなければよい。ｔ５は２ｍｍから５ｍｍの範囲でよい。
分散材２０４の構造の一例を図１２に示す。分散材２０４は、本実施形態では、１辺の長さがＬ６の直角二等辺三角形で、底辺の長さはＬ７であり、厚さｔ６の構造を持つ。Ｌ６は基礎材１０におけるＬ１に依存し、（Ｌ１／４）±１０ｍｍの範囲で、分散材２０２及び分散材２０３と接触しなければよい。Ｌ７は基礎材１０におけるＬ１に依存し、（Ｌ１／４）×√２±１０ｍｍの範囲で、分散材２０２と接触しなければよい。ｔ６は２ｍｍから５ｍｍの範囲でよい。
図１３は下層材４０の上に基礎材１０、更にその上に分散材２１を乗せたものを４つ配置し、その上に分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４を配置したものを上から見た図であり、説明の都合上、下層材４０と分散材２１の表記は省き、また、分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４は透明で表現している。一例として、図１０を用いて、分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４の位置を説明する。分散材２０１は、基礎材１０の中央部に位置する。分散材２０２は、隣接する２つの基礎材１０を跨ぐように位置する。分散材２０３は、隣接する４つの基礎材１０を跨ぐように位置する。分散材２０４は、分散材２０２と分散材２０３を前記の通り設置した際に生じる空間に配置する。なお、図１０は一例として、基礎材１０を４つ並べ、その接点を中心として各分散材の配置の仕方を示す図である。実際は基礎材１０が４つ以上並べられることが想定され、その場合には、４つの隣接する基礎材１０の設定を中心として、図１０と同様に分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４を配置する。
例えば、一例として、図１３の位置１２１に力が加わった場合は、分散材２０１とその下の１枚の分散材２１を通じて、基礎材１０の上部層１０１に力が伝わり、さらに脚部１０２ａａ、脚部１０２ｂｂ、脚部１０２ｃｃ、脚部１０２ｄｄに力が分散される。また、図１３の位置１２２に力が加わった場合、分散材２０３とその下の４枚の分散材２１を通じて、脚部１０２ｄｄ、脚部１０２ｅｅ、脚部１０２ｇｇ、脚部１０２ｉｉに力が分散される。更に、図１３の位置１２３に力が加わった場合、分散材２０２とその下の２枚の分散材２１を通じて、脚部１０２ｂｂ、脚部１０２ｄｄ、脚部１０２ｆｆ、脚部１０２ｇｇに力が分散される。このように、基礎材１０を並べて置いたエリアのどの位置に力が加わったとしても、同一の基礎材１０または隣接する複数の基礎材１０の４本の脚部１０２に力が分散され、期待する衝撃吸収能を得ることができる。なお、分散材２０４は、分散材２０２と分散材２０３を配置することによって生じる空間を埋め、つまずきなどを防ぎ、歩きやすさを向上するために配置する。
表層材３０は、歩行面に塩化ビニル樹脂層と、その下部に発泡層と、が積層された構造を持つ。分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４同士には、可動性を持たせるためにわずかな隙間が設計されているため、当該隙間を覆い、歩行性を高める機能を持つ。また、分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４は、それぞれの間にわずかな隙間が設計されているため、使用中に当該隙間の空間分ずれてしまうことも考えられることから、表層材３０に、分散材２０１と分散材２０２と分散材２０３と分散材２０４を接着または固定し、分散材２１の上に設置してもよい。
緩衝材５０は、基礎材１０の内部にある空間に設置する。素材は、ウレタンフォームなどの各種発泡剤、ゴムスポンジ、ポリウレタン、衝撃を吸収するゲルなどであってよく、床材システム１の機能発揮に必須のものではない。
基礎材１０をＬ１が３００ｍｍｍ、ｔ１が３ｍｍ、ｔ２が３ｍｍ、また、ｈ１が１００ｍｍ、ｄ１が１００ｍｍ、ｗ１が１５ｍｍ、ｘが５ｍｍ、ｙが１００ｍｍ、素材はＮＲゴムで構成し、当該基礎材１０を４ユニット使用した。また、分散材２１は１辺３００ｍｍの正方形、厚みが３ｍｍの木板、下層材４０も１辺３００ｍｍ、厚みが３ｍｍの木板を４セットずつ使用した。更に、分散材２０１はＬ３が１４９ｍｍ、ｔ３が３ｍｍの木板を、分散材２０２はＬ４が１４９ｍｍ、ｔ４が３ｍｍの木板を、分散材２０３はＬ５が１４０ｍｍ、ｔ５が３ｍｍの木板を、分散材２０４はＬ６が１００ｍｍ、Ｌ７が１４０ｍｍ、ｔ６が３ｍｍの木板を使用した。なお、衝撃吸収能の測定のため、表層材３０と緩衝材５０は使用しなかった。
段落００４４に記載した、下層材４０、基礎材１０、分散材２１、分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４を、図１、図１４に示すような順番、位置に配置（以下、試験床材ユニット１と記す）し、衝撃計測システムの上に設置した。試験床材ユニット１の中心部（図１４の位置１２５）に対し、体重６５ｋｇの人間が転倒し、大腿骨を打撲する状態を再現する、７．５ｋｇの治具を落下させる実験を行い、落下衝撃力（Ｎ）を測定した。なお、比較試験として、衝撃計測システムの上に、市販のフローリング、スポンジ、特許文献２で開示されている市販の衝撃吸収床材についても同様に試験を行った。
図１５は衝撃吸収能の試験結果を示す。それぞれの床材に対し、３回試験を行いその平均値と標準偏差を記載した。また、図１６には当該結果のグラフを示す。フローリングは板材であり、衝撃はほとんど吸収されていないと考えられ、約７５００Ｎの衝撃であった。また、スポンジは衝撃を吸収しそうであるが、柔らかく厚さが十分でないために底打ちし、フローリングとほぼ変わらない値となっていると考えられる。なお、特許文献２で開示されている市販の衝撃吸収床材では、３８００Ｎ程度の衝撃が測定され、衝撃を半分程度吸収していることが分かった。更に、試験床材ユニット１においては２７００Ｎ程度の衝撃が測定され、今回試験した床材の中では最も高い衝撃吸収能を示した。
なお、非特許文献１（ＰＬｏＳ ＯＮＥ １３（８）： ｅ０２００９５２．）において、大腿骨表面に掛かる荷重は、体表面に掛かる荷重の約７０％であるという報告がなされている。また、非特許文献２（Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｏｎｅ ａｎｄ Ｊｏｉｎｔ Ｓｕｒｇｅｒｙ， ｖｏｌ．，７７－Ａ． ＮＯ．３． ＭＡＲＣＨ １９９５）において、７３歳の男性の大腿骨が、およそ２０００Ｎで骨折しうるという報告がある。図１７において、前期試験の結果を、大腿骨に掛かる衝撃に換算したところ、大腿骨に掛かる衝撃が２０００Ｎを下回ったのは試験床材ユニット１だけであり、高齢者の転倒時骨折を十分に防げる衝撃吸収能があることが証明された。
また、別の試験として、分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４の効果を測定した。前記試験床材ユニット（図１９に示す）と、前記試験床材ユニットから分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４を取り除いた、無分散材試験床材ユニット（図１８に示す）を、それぞれ衝撃計測システムの上に設置した。当該試験床材ユニットと無分散材試験床材ユニットにおいて、図１８の位置１２６（センター）と、位置１２７（サイド）と、位置１２８（コーナー）と、図１９の位置１２９（センター）と、位置１３０（サイド）と、位置１３１（コーナー）に対し、７．５ｋｇの治具を落下させる実験を行い、落下衝撃力（Ｎ）を測定した。
図２０には、無分散材試験床材ユニットの結果を示す。それぞれの位置に対し、３回試験を行いその平均値と標準偏差を記載した。また、図２１には当該結果のグラフを示す。位置１２６に力を加えた場合、基礎材１０の脚部１０２に均等に力が加わると考えられるため、最も衝撃吸収能と歩行時の安定性のバランスが良い。また、位置１２７及び位置１２８に力を加えた場合、位置１２６に加えた場合よりも４０％ほど、衝撃が弱くなった。これは、脚部１０２によって衝撃が吸収されたことを意味しており、衝撃吸収能が発揮されたものの、歩行時に座屈してしまう状態になっており、また更に強い力が加わった際には脚部１０２の衝撃吸収能が底打ちをしやすい可能性がある。
図２２には、試験床材ユニットの結果を示す。それぞれの位置に対し、３回試験を行いその平均値と標準偏差を記載した。また、図２３には当該結果のグラフを示す。位置１２９に力を加えた場合、基礎材１０の脚部１０２に均等に力が加わると考えられるため、最も衝撃吸収能と歩行時の安定性のバランスが良い。また、位置１３０及び位置１３１に力を加えた場合、位置１２９に加えた場合よりも１０％～２０％ほど、衝撃が弱くなった。これは、分散材２０１、分散材２０２、分散材２０３、分散材２０４があることで、どの位置に力が加わったとしても、ある程度の力の分散がなされていることを示しており、歩行時の安定性も確保されている。
さらに、別の実験として、歩行時の沈み込み量の試験を行った。高齢女性の踵で床材を踏んだことを想定し、５０ｋｇの荷重を、直径５ｃｍの半球形状で、以下に示す床材に対してかけた。使用した床材は、ジョイントマット（発砲ポリウレタン）、特許文献２で開示されている市販の衝撃吸収床材、試験床材ユニットである。なお、試験床材ユニットは、図１９の位置１２９に対して荷重をかけた。
図２４および図２５に、歩行時の沈み込み量の試験結果を示す。ジョイントマットは１０ｍｍ弱沈み込む。特許文献２に開示されている市販の衝撃吸収床材は、ジョイントマットの倍近く沈み込むことから、通常歩行している際にも、片足の踵に全体重がかかると沈み込んでしまう。前記床材ユニットは沈み込み量が２ｍｍ弱であることから、通常歩行している際には影響が少ない。
上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。
１ 床材ユニット（試験床材ユニット）
２０ 分散材
２１ 分散材
３０ 表面材（表層材）
４０ 下層材
１０１ 上部層
１０２ 脚部
１０３ 下部層
１０２１ 面
１０２２ 面
２０１ 分散材
２０２ 分散材
２０３ 分散材
２０４ 分散材

Claims (13)

  1. 衝撃を吸収する基礎材であって、
    衝撃を受ける上部層と、
    前記上部層の下面に連結して、前記上部層から一軸方向に閾値以上の衝撃が加わると座屈して前記衝撃を吸収する少なくとも１つの脚部と、
    を備える基礎材。
  2. 前記少なくとも１つの脚部は、前記一軸方向に閾値未満の衝撃が加わると前記一軸方向に収縮する収縮モード及び前記閾値以上の衝撃が加わると前記一軸方向に交差する方向に屈曲する屈曲モードの２つの変形モードを有する、請求項１に記載の基礎材。
  3. 前記少なくとも１つの脚部は、前記一軸方向に延伸する中実部材であり、前記一軸方向に交差する方向の厚さが小さい薄肉部及び／又は大きい厚肉部を部分的に含む、請求項１又は２に記載の基礎材。
  4. 前記少なくとも１つの脚部は、ＮＲゴム又はエラストマーを用いて形成され、ゴム硬度５０－７０を有する、請求項３に記載の基礎材。
  5. 前記薄肉部は、前記交差する方向の一側の側面に略水平に延びる溝を備える、請求項３又は４に記載の基礎材。
  6. 前記少なくとも１つの脚部は、前記基礎材の四隅に前記溝を外側に向けてそれぞれ配置される４つの脚部を含む、請求項５に記載の基礎材。
  7. 前記４つの脚部は、前記溝をそれぞれ異なる方向に向ける、請求項６に記載の基礎材。
  8. 前記上部層は、前記一軸方向に交差する方向に関する１５０ｍｍから６００ｍｍの長さを有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の基礎材。
  9. 前記上部層から前記一軸方向に離間して配置され、且つ、前記少なくとも１つの脚部の下端に連結する下部層をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の基礎材。
  10. 前記上部層及び前記下部層の間の内部空間に配置される緩衝材をさらに備える、請求項９に記載の基礎材。
  11. 衝撃を吸収する基礎材であって、
    衝撃を受ける上部層と、
    前記上部層の下面に連結し且つ前記上部層から一軸方向に延伸する中実部材であり、前記一軸方向に交差する方向の厚さが小さい薄肉部及び／又は大きい厚肉部を部分的に含む少なくとも１つの脚部と、
    を備える基礎材。
  12. 床材と、
    前記床材を支持する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の基礎材と、
    を備える床材システム。
  13. 前記基礎材は、平面方向に沿って複数配列され、
    複数の前記基礎材のうち、互いに隣接する少なくとも２つの基礎材上に跨いで設置されて、前記床材に加わる力を前記少なくとも２つの基礎材に分散する分散材をさらに備える、請求項１２に記載の床材システム。
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