JP7615912B2 - Shock absorbing flooring - Google Patents
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Description
本発明は、衝撃吸収床材に関し、特に、転倒したときの大腿骨の骨折防止に有効なものである。 The present invention relates to shock-absorbing flooring, which is particularly effective in preventing femoral fractures in the event of a fall.
現在、高齢者の転倒骨折が社会問題化しており、高齢者が要介護となる要因の10%は転倒骨折が占めている。また、医療事故においても、転倒骨折が20~25%を占めている。転倒による骨折箇所は、年代によって大きく異なり、60歳代以降になると大腿骨骨折のリスクが急増している。大腿骨骨折は、入院治療が必要となり、歩行できない状態が長期間続くため、骨量が減少して、症状が深刻化し易く、要介護状態を招き易くなっている。また、幼稚園、保育園、認定こども園等の幼児保育関連施設においても、転倒骨折による事故は、全体の2割強を占めている。 Falls and fractures among the elderly are currently a social problem, and are the cause of 10% of elderly people becoming dependent on care. In addition, falls and fractures account for 20-25% of medical accidents. The location of fractures caused by falls varies greatly depending on age, with the risk of femoral fractures increasing sharply after the age of 60. Femoral fractures require hospitalization for treatment and can result in the inability to walk for a long period of time, leading to a decrease in bone mass and a more serious condition of the condition, making it more likely that the patient will become dependent on care. In childcare facilities such as kindergartens, nursery schools, and certified childcare centers, accidents caused by falls and fractures account for just over 20% of all accidents.
そのため、例えば、下記特許文献1,2においては、転倒したときの衝撃を吸収することにより、骨折のリスクを低減させる床材を提案している。
For this reason, for example, the following
ところで、前記特許文献1,2等に記載されている床材においては、日本工業規格「JIS A 6519」で規定されている床の硬さ試験に基づいて性能が評価され、当該試験で得られた「G値」が100G以下の場合に「安全」と判断されている。
The performance of the flooring materials described in
しかしながら、上述した床の硬さ試験は、頭部障害評価を転用したものであることから、大腿骨骨折に対するリスクを正当に評価できるものとは言い難い。このため、上述した従来の床材は、大腿骨骨折に対する安全評価が十分に担保されているとは言い難く、大腿骨骨折のリスクに十分に対応しているとは言えなかった。 However, because the floor hardness test described above is a repurposed head injury evaluation, it is difficult to say that it is able to properly evaluate the risk of femoral fracture. For this reason, it is difficult to say that the safety evaluation of the above-mentioned conventional flooring materials against femoral fractures is adequately guaranteed, and they do not adequately address the risk of femoral fractures.
このようなことから、本発明は、大腿骨骨折のリスクに十分に対応することができる衝撃吸収床材を提供することを目的とする。 In light of this, the present invention aims to provide a shock-absorbing flooring material that can adequately address the risk of femoral fractures.
前述した課題を解決するための、本発明に係る衝撃吸収床材は、使用者の転倒による衝撃で生じる大腿骨の骨折を抑制する衝撃吸収床材であって、硬質性材料からなる床上材と、前記床上材の下方に設けられる軟質性材料からなる床下地材、および、圧縮空気の容器(エアークッション層)とを有し、前記床上材の10mm幅における前記床上材の曲げ剛性の値が1Nm2以上200Nm2以下であり、前記使用者が転倒したときの前記大腿骨の転子部に加わる圧力分布に基づく重さ及び形状の衝撃付与体を、前記使用者の腰の高さに基づいた落下高さから落下させて、人体軟組織を模した材料からなる緩衝材へ衝撃を付与したときに生じる基準衝撃荷重Fsが6500Nとなるように設定された条件において、前記衝撃付与体を前記落下高さから落下させて、前記緩衝材を介して前記床材へ衝撃を付与したときに生じる衝撃荷重Fが2000N以上5000N以下となるものであることを特徴とする。 The shock-absorbing flooring material according to the present invention, which is for solving the above-mentioned problems, is a shock-absorbing flooring material that suppresses fractures of the femur caused by the impact caused by a user's fall, and comprises a flooring material made of a hard material, a flooring base material made of a soft material provided below the flooring material, and a compressed air container (air cushion layer), and is characterized in that the bending rigidity value of the flooring material over a width of 10 mm of the flooring material is 1 Nm2 or more and 200 Nm2 or less, and an impact-applying body having a weight and shape based on the pressure distribution applied to the trochanter of the femur when the user falls is dropped from a drop height based on the height of the user's waist, and an impact is applied to a cushioning material made of a material simulating human soft tissue under conditions set so that the standard impact load Fs generated when the impact-applying body is dropped from the drop height and an impact is applied to the flooring material via the cushioning material is 2000 N or more and 5000 N or less.
本発明に係る衝撃吸収床材によれば、良好な歩行性を持つと共に、転倒時の大腿骨骨折のリスクに十分に対応することができるので、高齢者の要介護や医療事故等の要因となる転倒骨折の発生率を確実に低減することができる。 The impact-absorbing flooring material of the present invention provides good walkability and adequately addresses the risk of femoral fractures in the event of a fall, ensuring a reduction in the incidence of falls and fractures that can lead to the elderly needing care and causing medical accidents.
本発明に係る衝撃吸収床材の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。 The following describes an embodiment of the impact absorbing flooring material according to the present invention, but the present invention is not limited to the following embodiment described with reference to the drawings.
[主な実施形態]
本発明に係る衝撃吸収床材の主な実施形態を図1,2に基づいて説明する。
[Main embodiment]
A main embodiment of the impact absorbing floor material according to the present invention will be described with reference to Figs.
本実施形態に係る衝撃吸収床材は、図1に示すように、使用者の転倒による衝撃で生じる大腿骨の骨折を抑制する衝撃吸収床材110であって、硬質性材料からなる床上材111と、床上材111の下方に設けられる軟質性材料からなる床下地材112、および、エアークッション層115と所定の圧力で空気が抜ける安全弁116、床上材111の上面に布設される絵柄層113と、絵柄層113の上面に布設される保護層114とを有している。
As shown in FIG. 1, the shock-absorbing flooring material according to this embodiment is a shock-absorbing
前記床上材111は、合板等の木質基材、木粉とプラスチックスとを混合した複合基材、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィンや塩化ビニル(PVC)等の樹脂基材等の硬質性材料からなり、使用者が歩行する床面を構成するものである。
The
前記床下地材112は、ポリオレフィン、PVC、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)、ポリスチレン(PS)、ポリウレタン(PU)等の樹脂等の軟質性材料からなり、化学発泡や物理発泡や超臨界発泡等の方法により独立発泡や連続発泡等の発泡構造を有し、衝撃を吸収する衝撃吸収部を構成するものである。
The
絵柄層113は、ポリオレフィンやPVC等の床上材111と同一材料からなるシートに木目や幾何学模様等の絵柄を施したものであり、意匠性を付与するものであって、必要に応じて適宜設けられるものである。
The
保護層114は、アクリルコートや透明なPVC等からなり、耐薬品性、耐傷付き性、耐へこみ性等の耐久性を向上させるように表面を保護するものであり、必要に応じて適宜設けられるものである。
The
エアークッション層115は、塩ビやPE等からなり、圧力が20~50MPaに耐えられる。エアークッション層には安全弁116が装着されており、衝撃吸収床材110に衝撃が加わった際、所定の荷重が掛かった時に、その圧力増加によって内圧が安全弁の設定圧力を越えた時、安全弁から空気が流出する。よって、衝撃時には、安全弁の設定圧力に対応した、一定荷重での変形となる時間帯が発生し、衝撃荷重を抑制、または制御することができる。
The
前記床上材111は、10mm幅における曲げ剛性(曲げこわさ)の値が1Nm2以上200Nm2以下のものである。 The floor covering 111 has a bending stiffness (bending stiffness) value of 1 Nm2 or more and 200 Nm2 or less in a width of 10 mm.
前記床上材111は、単位幅における曲げ剛性(曲げこわさ)の測定値が、1Nm2未満であると、床上材が撓み易いために局所圧縮となり易く、歩行時の沈み込みから、歩行感を損なうため、好ましくない。歩行感の観点からは、少なくとも、10Nm2以上であることが好ましい。また、200Nm2を超えると、嵩張りなどから施工性に難点を生じ易くなるため、好ましくない。 If the measured value of the bending stiffness (bending stiffness) per unit width of the floor covering 111 is less than 1 Nm2, the floor covering is likely to bend and become locally compressed, and the floor covering will sink when walking, impairing the walking feel, which is not preferable. From the viewpoint of the walking feel, it is preferable that the bending stiffness is at least 10 Nm2 or more. Also, if the measured value exceeds 200 Nm2 , it is not preferable because the workability is likely to be poor due to bulkiness, etc.
なお、単位幅における前記床上材111の曲げ剛性(曲げこわさ)の値は、三点曲げ試験によって得られるヤング率E(曲げ弾性)と断面二次モーメントIとの積(EI)から求められる値であり、前記床上材111が、硬さの異なる複数の材料を積層した複合材料からなる場合には、各材料の層毎のヤング率E(曲げ弾性)と断面二次モーメントIとの積(EI)をそれぞれ求めて、これらの和を算出することにより、得ることができる。
The bending stiffness (bending stiffness) value of the
前記床下地材112の厚みは、加わる衝撃と下材の動的圧縮特性に対して設計するものであり、制限はない。
The thickness of the
前記エアークッション層の内部圧力は、沈み込みが発生せず歩きやすいといった歩行性の観点から極力高いことが望ましく、衝撃荷重の積を2000N以上となる様にすることが望ましい。また、衝撃吸収材に2000~5000Nの荷重が加わった時に、所定の圧力でリークする安全弁を設けることにより、衝撃時に床下材に加わるエネルギーを漸減させ、最大衝撃荷重を抑制することが出来る。 The internal pressure of the air cushion layer is desirably as high as possible from the standpoint of walkability, i.e., ease of walking without sinking, and it is desirable to set the product of the impact load to 2000N or more. In addition, by providing a safety valve that leaks at a specified pressure when a load of 2000 to 5000N is applied to the impact absorbing material, it is possible to gradually reduce the energy applied to the underfloor material at the time of impact and suppress the maximum impact load.
前記衝撃吸収床材110は、使用者が転倒したときの大腿骨の転子部に加わる圧力分布に基づく重さ及び形状の衝撃付与体を、当該使用者の腰の高さに基づいた落下高さから落下させて、人体軟組織を模した材料からなる緩衝材へ衝撃を付与したときに生じる基準衝撃荷重Fsが6500Nとなるように設定された条件において、当該衝撃付与体を上記落下高さから落下させて、上記緩衝材を介して当該床材110へ衝撃を付与したときに生じる衝撃荷重Fが2000N以上5000N以下(好ましくは3440N以下)となるものである。3440N以下であれば十分に骨折リスクを低減できる。
The shock-absorbing
ここで、衝撃荷重F及び変位量(変形量)Dを測定する衝撃荷重測定装置について図2
に基づいて説明する。
Here, the impact load measuring device for measuring the impact load F and the amount of displacement (deformation) D is shown in FIG.
The explanation will be based on the above.
図2に示すように、衝撃荷重測定装置2は、床FLに設置された測定台5と、測定台5上に配置された錘落下部6と、荷重測定部7とを備えている。測定台5上には、荷重測定部7のロードセル8が配置され、骨折に対する安全性を評価すべき衝撃吸収床材110と同一材料からなる評価床材9がロードセル8上に載置されると共に、評価床材9上に緩衝材10が載置される。ロードセル8は、衝撃付与体である錘11が落下したときの衝撃荷重が入力され、その情報を衝撃荷重算出装置12に出力する。
As shown in FIG. 2, the impact
錘落下部6は、測定台5から立ち上がる支柱13と、支柱13の上部に直交して水平方向に延在する腕部14と、支柱13に対する腕部14の高さを変化させるダイヤルなどの高さ調整部15と、を備えている。腕部14の先端側の下部には電磁石16が配置されており、電磁石ON・OFF装置17のON操作を行うと、加速度計18を設けた錘11が電磁石16に吸引され、電磁石ON・OFF装置17のOFF操作を行うと、錘11が加速度計18と共に電磁石16から切り離され、錘11が加速度計18と共に緩衝材10上に落下するようになっている。
The
加速度計18は、その情報を衝撃エネルギー・変位量算出装置19に出力する。衝撃エネルギー・変位量算出装置19は、加速度計18からの情報等に基づき、錘11の衝突により生じた衝撃エネルギーSEを算出すると共に、評価床材9の床下地材の変位量(変形量)Dを算出する。なお、本実施形態では、錘落下部6及び電磁石16及び電磁石ON・OFF装置17が、錘保持落下部に対応している。
The
また、錘11は、緩衝材10と接触して打撃を与える下方面の打撃部11aが、大腿骨の転子部の形状を模して、曲率半径R60mm以上180mm以下(好ましくは90mm以上160mm以下)の曲面をなしており、全体として球形状となっている。
The
また、緩衝材10は、人体軟組織を模した超軟質造形用ウレタン樹脂(例えば、株式会社エクシール製「人肌のゲル」(商品名))からなり、大腿骨周辺の人体軟組織を模して、アスカーC硬度(日本工業規格「JIS K 7312」に準拠)が0超16未満(好ましくは5以上10以下)、ヤング率が0.05MPa以上0.8MPa以下(好ましくは0.1MPa以上0.5MPa以下)、25℃における測定周波数1Hzでの動的粘弾性Tanδ(前記非特許文献1に準拠)が0.1以上0.7以下(好ましくは0.2以上0.5以下)、厚さが7mm以上80mm以下(好ましくは9mm以上30mm以下)となっている。
The
このような衝撃荷重測定装置2を使用する衝撃荷重F及び変位量(変形量)Dの測定方法を次に説明する。
The method for measuring the impact load F and the amount of displacement (deformation) D using this type of impact
まず、衝撃荷重測定装置2の錘落下部6の腕部14が錘11の落下高さShとなるように高さ調整部15を操作すると共に、錘11(加速度計18と合わせて重量Sw)を用意し、電磁石ON・OFF装置17のON操作を行うことで、腕部14に配置した電磁石16に加速度計18と共に錘11を吸引させておき、測定台5にロードセル8を載置し、ロードセル8上に厚さKa,硬さKbの緩衝材10を載置する。
First, the
そして、電磁石ON・OFF装置17のOFF操作を行うことで、電磁石16から切り離した錘11及び加速度計18を緩衝材10上に落下させると、衝撃荷重算出装置12が、ロードセル8からの衝撃荷重値に基づいて、基準衝撃荷重Fsを求める一方、衝撃エネルギー・変位量算出装置19が、加速度計18からの情報に基づいて、錘11の衝突により生じた緩衝材10の変位量(変形量)D1を算出すると共に、加速度計18からの情報及び前記重量Sw,前記落下高さSh等に基づいて、衝撃エネルギーSEを求める。
Then, by turning off the electromagnet ON/
前記基準衝撃荷重Fsが6500Nとなると共に前記衝撃エネルギーSEが28.4Jとなる場合には、錘11の落下高さShや重量Sw,緩衝材10の厚さKaや硬さKb等の条件をそのまま状態で設定し、当該基準衝撃荷重Fsが6500Nとならない場合や当該衝撃エネルギーSEが28.4Jとならない場合には、当該基準衝撃荷重Fsが6500Nとなると共に当該衝撃エネルギーが28.4Jとなるように上記条件を適宜調整することにより、上記衝撃荷重測定装置2の基準衝撃荷重Fsを6500Nに設定すると共に上記衝撃エネルギーSEを28.4Jに設定する。
When the standard impact load Fs is 6500N and the impact energy SE is 28.4J, the conditions such as the drop height Sh and weight Sw of the
なお、前記基準衝撃荷重Fsは、立位から転倒したときに大腿骨に5600N(筋弛緩状態)の衝撃力が加わることから(前記非特許文献2参照)、安全係数として1.15倍することにより、その値を6500Nとしている。また、衝撃エネルギーSEは、前記基準衝撃荷重Fsの値及び前記緩衝材10の条件(厚さや各種物性値等)等によって予め算出されて決定される値であり、多くの場合、28.4Jに設定される。 The standard impact load Fs is set to 6500 N by multiplying it by 1.15 as a safety factor, since an impact force of 5600 N (in a state of muscle relaxation) is applied to the femur when falling from a standing position (see Non-Patent Document 2). The impact energy SE is a value that is calculated and determined in advance based on the value of the standard impact load Fs and the conditions of the cushioning material 10 (such as thickness and various physical properties), and is often set to 28.4 J.
上記衝撃荷重測定装置2の基準衝撃荷重Fs及び衝撃エネルギーSEを設定したら、ロードセル8と緩衝材10との間に評価床材9を載置した後、改めて、電磁石ON・OFF装置17のOFF操作を行うことで、電磁石16から切り離した錘11を加速度計18と共に緩衝材10上に落下させ、衝撃荷重算出装置12によって、ロードセル8からの衝撃荷重値に基づいて、衝撃荷重Fを求めると共に、衝撃エネルギー・変位量算出装置19によって、加速度計18からの情報に基づいて、錘11の衝突により生じた緩衝材10と評価床材9とを合わせた変位量(変形量)D2を算出し、先に求めた緩衝材10の変位量(変形量)D1との差分(D2-D1)を算出することにより、評価床材9の床下地材の変位量(変形量)Dを算出する。
After setting the standard impact load Fs and impact energy SE of the impact
このようにして求められた衝撃荷重Fが、2000N未満であると、衝撃吸収能が強すぎて歩行し難くなってしまい、好ましくなく、5000Nを超えると、衝撃吸収能が弱く、大腿骨骨折のリスクに十分に対応することが難しくなるため、好ましくない。 If the impact load F thus calculated is less than 2000N, the shock absorbing capacity will be too strong, making walking difficult, which is undesirable, and if it exceeds 5000N, the shock absorbing capacity will be too weak, making it difficult to adequately address the risk of femoral fracture, which is undesirable.
したがって、本実施形態に係る衝撃吸収床材110によれば、大腿骨骨折のリスクに十分に対応することができるので、高齢者の要介護や医療事故等の要因となる転倒骨折の発生率を確実に低減することができる。
Therefore, the shock-absorbing
[他の実施形態]
<衝撃荷重測定装置>
なお、前述した実施形態においては、図2に示したような衝撃荷重測定装置2を利用して衝撃荷重Fを測定する場合について説明したが、本発明は、これに限らず、他の実施形態として、例えば、図3~5に示すような衝撃荷重測定装置を利用して衝撃荷重Fを測定することも可能である。
[Other embodiments]
<Impact load measuring device>
In the above-described embodiment, the impact load F is measured using the impact
具体的には、図3に示されている衝撃荷重測定装置30は、測定台5上に評価床材9が載置され、評価床材9上に緩衝材10が載置される。錘11及び加速度計18並びにロードセル8が一体化されて衝撃付与体を構成し、錘11及び加速度計18並びにロードセル8を合わせて重量Swとなっている。そして、電磁石ON・OFF装置17のON操作を行うと、錘11が加速度計18及びロードセル8と共に電磁石16に吸引保持される。
Specifically, in the impact
なお、錘11は、緩衝材10と接触して打撃を与える下方面の打撃部11aのみが、大腿骨の転子部の形状を模して、曲率半径R60mm以上180mm以下(好ましくは90mm以上160mm以下)の曲面をなしており、全体として円柱状となっている。
The
このような衝撃荷重測定装置30においては、前述した実施形態の場合と同様に、電磁石ON・OFF装置17のOFF操作を行うことで、電磁石16から錘11を加速度計18及びロードセル8と共に切り離し、緩衝材10上に落下させることができる。
In this type of impact
また、図4に示されている衝撃荷重測定装置31は、測定台5上に評価床材9が載置され、評価床材9上に緩衝材10が載置される。そして、錘落下部6は、腕部14が高さ調整部15を中心として下方向にスウィング可能な構造となっている。また、腕部14の先端には、加速度計18及びロードセル8が固定されて、さらに錘11が固定されている。なお、本実施形態では、錘落下部6が錘保持落下部に対応し、高さ調整部15が回転部に対応し、錘11,加速度計18,ロードセル8,腕部14が衝撃付与体に対応している。
In the impact
このような衝撃荷重測定装置31においては、衝撃荷重測定装置31の高さ調整部15を操作することにより、錘落下部6の腕部14が錘11の落下高さShとなるように調整する。そして、高さ調整部15を緩めて腕部14が下方向にスウィングすることで、錘11を緩衝材10上に落下させることができる。
In this type of impact
また、図5に示されている衝撃荷重測定装置32は、既設の床FLに敷設される床材が評価床材9となっている。この衝撃荷重測定装置32の錘落下部6も、腕部14が高さ調整部15を中心として下方向にスウィング可能な構造となっている。そして、腕部14の先端には加速度計18及びロードセル8が固定されて、さらに錘11が固定されると共に、錘11の下部を覆うように緩衝材10が配置される。なお、本実施形態では、錘11,加速度計18,ロードセル8,腕部14,緩衝材10が衝撃付与体に対応している。
In the impact
このような衝撃荷重測定装置32においては、衝撃荷重測定装置31の高さ調整部15を操作することにより、錘落下部6の腕部14が錘11の落下高さShとなるように調整する。そして、高さ調整部15を緩めて腕部14が下方向にスウィングすることで、床FLに敷設されている評価床材9へ向けて緩衝材10を介して錘11を落下させることができる。
In this type of impact
<衝撃付与体>
また、前述した実施形態においては、緩衝材10と接触して打撃を与える下方面の打撃部11aが、大腿骨の転子部の形状を模すように、曲率半径R60mm以上180mm以下(好ましくは90mm以上160mm以下)の曲面をなす球形状又は円柱状の錘11を適用した場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、図6に示すように、緩衝材10と接触して打撃を与える下方面の打撃部11aの一方向(長さ方向)の曲率半径R1(例えば175mm)と、当該一方向と直交する他方向(幅方向)の曲率半径R2(例えば65mm)とをそれぞれ別に設定することにより、当該打撃部11aを大腿骨の転子部の形状に三次元的に更に近似させた錘11とすると、より好ましい。
<Impact Applicator>
In addition, in the above-mentioned embodiment, a spherical or
また、前述した実施形態では、錘11に打撃部11aを一体的に設けた衝撃付与体の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図7に示すように、重量のある本体部11bと、打撃を付与する打撃部11aとに錘11を分けて、本体部11bと打撃部11aとの間にロードセル8や加速度計18等を介装するようにした衝撃付与体とすることも可能である。
In the above embodiment, the impactor is described as having a
<荷重計測部>
また、前述した実施形態においては、ロードセル8を利用することにより、衝撃荷重を直接的に計測するようにしたが、他の実施形態として、ロードセル8に代えて、例えば、加速度計18で計測された加速度等に基づいて、衝撃荷重を求めるようにすることも可能
である。
<Load measurement section>
In the above-described embodiment, the impact load is measured directly by utilizing the
<緩衝材>
また、前述した実施形態においては、超軟質造形用ウレタン樹脂からなる緩衝材10を適用した場合について説明したが、条件によっては、合成ゴム,天然ゴム及びその発泡体、発泡スチロール、各種エラストマー及びその発泡体、動物軟組織等からなる緩衝材を適用することも可能である。
<Cushioning material>
In addition, in the above-described embodiment, the application of the
超軟質造形用ウレタン樹脂は、材料としてのバラつきがないのはもちろんのこと、人体軟組織に近似した挙動をすることから、前記衝撃荷重測定装置2での上述した測定方法において適用可能な条件域が広く、様々な条件に基づく転倒による衝撃荷重の測定用の緩衝材として汎用性に優れるため、非常に好適である。
Ultra-soft polyurethane resin for modeling is highly suitable because it is not only consistent as a material, but also behaves similarly to the soft tissues of the human body, and therefore has a wide range of applicable conditions for the above-mentioned measurement method using the impact
本発明に係る衝撃吸収床材の効果を確認するために行った実施例を以下に説明するが、本発明は以下に説明する実施例のみに限定されるものではない。 The following describes examples that were conducted to confirm the effectiveness of the impact-absorbing flooring material of the present invention, but the present invention is not limited to the examples described below.
[試験体]
下記の表1に示す床上材及び床下地材、および、エアークッション層からなる床材の試験体実施例1~5、比較例1~4を作製した。
[Test specimen]
Test specimens of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 of floor covering materials and under-floor materials, and flooring materials consisting of an air cushion layer, shown in Table 1 below, were prepared.
なお、10mm幅における床上材の曲げ剛性(曲げこわさ)は、100mm×10mmの試験片に対して、80mmのスパンで三点曲げ試験を行って、ヤング率E(曲げ弾性)を求めると共に、下記式(1)に基づいて断面二次モーメントIを算出し、上記ヤング率E(曲げ弾性)と上記断面二次モーメントIとの積(EI)により求めた。 The bending stiffness (bending stiffness) of the flooring material at a width of 10 mm was determined by performing a three-point bending test on a 100 mm x 10 mm test piece with a span of 80 mm to determine Young's modulus E (bending elasticity) and calculating the second moment of area I based on the following formula (1), and then determining it as the product (EI) of the Young's modulus E (bending elasticity) and the second moment of area I.
I=(bh3)/12 (1)
ただし、bは1(単位幅)、hは厚さである。
I=(bh 3 )/12 (1)
Here, b is 1 (unit width) and h is thickness.
[試験内容]
上記試験体実施例1~5、比較例1~4に対して、基本的には先に説明した衝撃荷重測定装置2を利用して、衝撃荷重F、変位量(変形量)D、をそれぞれ求めた。ただし、前記衝撃荷重測定装置2において、前記錘11を、図7に示したような、重量のある本体部11bと、打撃を付与する打撃部11aとに分けたものとし、本体部11bと打撃部11aとの間にロードセル8と加速度計18を介装することにより、衝撃付与体を構成した。
[Test Contents]
For the above-mentioned test specimen Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4, the impact load F and the displacement (deformation) D were determined, respectively, using the impact
<装置仕様>
・ロードセル/株式会社東京測器研究所製「TCLU-5A」(型番)
・加速度計/昭和測器株式会社製デジタル衝撃・振動加速度計「1340B」(型番)
・測定台/定盤サイズ:750mm×1000mm×125mm 重量:185kg
・錘本体部/材質:ステンレス
・錘打撃部/材質:ステンレス削り出し曲率半径R:100mm
・衝撃付与体/重量Sw:5.85kg(加速度計含む)
・緩衝材/株式会社エクシール製「人肌のゲル」(商品名)
厚さ:20mm アスカーC硬度:7 ヤング率:0.22MPa
動的粘弾性Tanδ:0.24(25℃,測定周波数1Hz)
<Device specifications>
・Load cell: "TCLU-5A" (model number) manufactured by Tokyo Measuring Instruments Laboratory Co., Ltd.
- Accelerometer: Showa Sokki Co., Ltd. digital shock and vibration accelerometer "1340B" (model number)
Measurement table/table size: 750mm x 1000mm x 125mm Weight: 185kg
・Main body of weight/Material: Stainless steel ・Striking part of weight/Material: Machined stainless steel Curvature radius R: 100 mm
Impactor/weight Sw: 5.85 kg (including accelerometer)
・Cushioning material: "Human Skin Gel" (product name) manufactured by Exseal Co., Ltd.
Thickness: 20 mm Asker C hardness: 7 Young's modulus: 0.22 MPa
Dynamic viscoelasticity Tan δ: 0.24 (25 ° C, measurement frequency 1 Hz)
<試験方法>
前述した実施形態で説明したように、錘11を落下させて(落下高さSh:50cm)、ロードセル8からの情報に基づいて、前記衝撃荷重Fs,Fを求めると共に、加速度計からの情報に基づいて、錘の変位量を求めた。
<Test Method>
As described in the above embodiment, the
また、衝撃緩衝性としては、前記非特許文献3の記載に基づき、荷重Fを下記の表2に示すランクに分けて判定した。 In addition, the shock absorption performance was evaluated by dividing the load F into the ranks shown in Table 2 below, based on the description in Non-Patent Document 3.
[試験結果]
上述した試験の結果を下記の表3に示す。
[Test Results]
The results of the above mentioned tests are shown in Table 3 below.
実施例、比較例についてのコメント
実施例1では、衝撃緩衝性の判定は表2の△であったが、歩行性は非常に良好であり◎とした。実施例2、3もほぼ同様であり、衝撃緩衝性の判定は表2の△となった。歩行性の評価は〇であり、実施例1にはやや劣るものの、十分に良好であった。実施例4では衝撃緩衝性の判定は〇、歩行性〇、共にバランスがとれたものとなった。実施例5では、荷重Fのランクは同等でも、さらに衝撃緩衝性が良好となったが、歩行性としては微弱な沈み込みが発生し、若干低下した。比較例1では、衝撃緩衝性は非常に良い状態◎であったが、一方で、床上材の剛性が不足したため、歩行性×となった。比較例2~4は、実施例1~3において、エアクッション層を除いたものであり、歩行性は良好◎であるものの、衝撃緩和性は×となった。
Comments on Examples and Comparative Examples In Example 1, the shock absorption was judged as △ in Table 2, but the walkability was very good and was rated as ◎. Examples 2 and 3 were almost the same, and the shock absorption was judged as △ in Table 2. The walkability was evaluated as ◯, which was slightly inferior to Example 1, but was sufficiently good. In Example 4, the shock absorption was judged as ◯ and the walkability was ◯, both of which were well balanced. In Example 5, the load F rank was the same, but the shock absorption was even better, but the walkability was slightly reduced due to the occurrence of slight sinking. In Comparative Example 1, the shock absorption was in very good condition ◎, but on the other hand, the rigidity of the floor material was insufficient, so the walkability was ×. In Comparative Examples 2 to 4, the air cushion layer was removed from Examples 1 to 3, and the walkability was good ◎, but the shock absorption was ×.
以上のことから、本発明に係る衝撃吸収床材は、大腿骨骨折のリスクに十分に対応できることが確認された。 From the above, it has been confirmed that the shock-absorbing flooring material of the present invention can adequately address the risk of femoral fractures.
本発明に係る衝撃吸収床材は、大腿骨骨折のリスクに十分に対応することができるので、高齢者の介護施設を始めとして、病院等の医療施設はもちろんのこと、幼稚園、保育園、認定こども園等の幼児保育関連施設等の各種施設の床面に適用することができ、産業上、極めて有益に利用することができる。 The shock-absorbing flooring material of the present invention can adequately address the risk of femoral fractures, and can therefore be applied to the floors of a variety of facilities, including nursing homes for the elderly, medical facilities such as hospitals, and childcare facilities such as kindergartens, nursery schools, and certified childcare centers, making it extremely useful in industry.
2,30~32・・・衝撃荷重測定装置
5・・・測定台
6・・・錘落下部
7・・・荷重測定部
8・・・ロードセル
9・・・評価床材
10・・・緩衝材
11・・・錘
11a・・・打撃部
11b・・・本体部
12・・・衝撃荷重算出装置
13・・・支柱
14・・・腕部
15・・・高さ調整部
16・・・電磁石
17・・・電磁石ON・OFF装置
18・・・加速度計
19・・・衝撃エネルギー・変位量算出装置
110・・・衝撃吸収床材
111・・・床上材
112・・・床下地材
113・・・絵柄層
114・・・保護層
2, 30 to 32...Impact
Claims (5)
硬質性材料からなる床上材と、
前記床上材の下方に設けられる軟質性材料からなる床下地材および所定の圧力において安全弁を介して空気が抜ける機構を有するエアークッション層からなり、前記床上材の10mm幅における前記床上材の曲げ剛性の値が1Nm2以上200Nm2以下であり、
前記使用者が転倒したときの前記大腿骨の転子部に加わる圧力分布に基づく重さ及び形状の衝撃付与体を、前記使用者の腰の高さに基づいた落下高さから落下させて、人体軟組織を模した材料からなる緩衝材へ衝撃を付与したときに生じる基準衝撃荷重Fsが6500Nとなるように設定された条件において、前記衝撃付与体を前記落下高さから落下させて、前記緩衝材を介して前記床材へ衝撃を付与したときに生じる衝撃荷重Fが2000N以上5000N以下となるものであることを特徴とする衝撃吸収床材。 A shock-absorbing flooring material that prevents fractures of the femur caused by the impact of a user falling,
A floor covering made of a hard material;
The floor covering comprises an underfloor material made of a soft material provided below the floor covering, and an air cushion layer having a mechanism for releasing air through a safety valve at a predetermined pressure, the bending rigidity of the floor covering over a 10 mm width of the floor covering is 1 Nm2 or more and 200 Nm2 or less,
An impact-applying body having a weight and shape based on the pressure distribution applied to the trochanter of the femur when the user falls is dropped from a drop height based on the height of the user's waist, and an impact is applied to a cushioning material made of a material that mimics human soft tissue, under conditions set so that the standard impact load Fs generated when the impact-applying body is dropped from the drop height and an impact is applied to the flooring through the cushioning material, the impact load F generated is 2000N or more and 5000N or less.
床上材および床下材を通してエアークッション層に加わる荷重が2000N以上5000N未満となる様に、安全弁が作動して空気が流出することを特徴とする衝撃吸収床材。 The air cushion layer according to claim 1,
This shock-absorbing floor material is characterized in that a safety valve is activated to allow air to flow out so that the load applied to the air cushion layer through the upper floor material and the lower floor material is 2000N or more and less than 5000N.
前記衝撃付与体は、前記緩衝材と接触して打撃を与える打撃部を備え、当該打撃部が曲率半径R60mm以上180mm以下となる曲面を有するものであることを特徴とする衝撃吸収床材。 The impact absorbing floor material according to claim 1 or 2,
The impact-applying body is provided with an impact portion that contacts the cushioning material to apply an impact, and the impact portion has a curved surface with a radius of curvature R of 60 mm or more and 180 mm or less.
前記緩衝材は、厚さが7mm以上80mm以下のものであることを特徴とする衝撃吸収床材。 In the impact absorbing floor material according to any one of claims 1 to 3,
The shock-absorbing floor material is characterized in that the cushioning material has a thickness of 7 mm or more and 80 mm or less.
前記緩衝材は、超軟質造形用ウレタン樹脂からなるものであることを特徴とする衝撃吸収床材。 The impact absorbing floor material according to any one of claims 1 to 4,
The shock-absorbing floor material is characterized in that the cushioning material is made of ultra-soft urethane resin for molding.
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