階段安全装置及び建物
【課題】階段における踏み板の踏み外しに起因した転倒の初期段階において人体を保護することのできる階段安全装置を提供する。
【解決手段】階段２０における各踏み板２１に人体から付与される荷重を検出する荷重センサ３１（荷重検出手段）と、踏み板２１を踏み外して転倒する人間を保護するエアバッグ装置３２（保護手段）とを備える。そして、エアバッグ装置３２の作動を制御する制御装置（制御手段、判断手段）は、荷重センサ３１からの荷重検出結果に基づいて、踏み板２１からの踏み外しによって転倒過程にあるか否かの判断を行い、転倒過程にあると判断された時にエアバッグ装置３２を作動させる。
【解決手段】階段２０における各踏み板２１に人体から付与される荷重を検出する荷重センサ３１（荷重検出手段）と、踏み板２１を踏み外して転倒する人間を保護するエアバッグ装置３２（保護手段）とを備える。そして、エアバッグ装置３２の作動を制御する制御装置（制御手段、判断手段）は、荷重センサ３１からの荷重検出結果に基づいて、踏み板２１からの踏み外しによって転倒過程にあるか否かの判断を行い、転倒過程にあると判断された時にエアバッグ装置３２を作動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階段を昇降する人間を保護対象とした階段安全装置、及びその装置を備えた建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
２階建て建物のように上階及び下階を有する建物では、建物内における事故の発生頻度の高い場所として、上下階を行き来するための階段が挙げられる。すなわち、階段を昇降する際に踏み板を踏み外すことがあり、これにより転倒し、場合によっては階下へ向けて転落することもある。
【０００３】
このような階段における転倒や転落への対策としては、踏み板の表面に滑り止めの加工を施したり、手すりを設けたりするものがある。しかしながら、このような対策によってもなお転倒や転落による事故が発生しているのが実情である。そこで、特許文献１では、階段を転落していく人を衝撃センサなどで検知した場合に、階段に設置しておいたエアバッグを滑り台のように展開させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２４８７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記提案された技術では、各踏み板に設置された衝撃センサが同時にアクティブになった場合などのように、実際に人間が転倒した後にエアバッグが作動するに過ぎない。このような状況では、転倒過程において１度又は数度は踏み板などに人体を打ち付けているのであるから、人体を保護するには不十分である。
【０００５】
すなわち、上記提案された技術では、転倒後の転落の際には一定の効果を発揮するが、踏み板を踏み外した時点から人体を最初又は数度打ち付けるまでの初期段階（転倒過程）においては、人体の保護という観点では全く機能しておらず、さらなる改良の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、階段における踏み板の踏み外しに起因した転倒の初期段階において人体を保護することのできる階段安全装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
すなわち、第１の発明は、階段における各踏み板に人体から付与される荷重を検出する荷重検出手段と、前記荷重検出手段からの荷重検出結果に基づいて、前記踏み板からの踏み外しによって転倒過程にあるか否かの判断を行う判断手段と、前記踏み板を踏み外して転倒する人間を保護する保護手段と、前記判断手段により転倒過程にあると判断された時に、前記保護手段を作動させるよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする階段安全装置である。
【０００９】
これによれば、各踏み板に付与される荷重の検出結果に基づき転倒過程にあるか否かが判断され、転倒過程にあると判断された時に保護手段を作動させるので、転倒してしまう初期段階である転倒過程において、保護手段により人体を保護することができる。
【００１０】
本発明者は、階段で転倒する場合の転倒過程における荷重検出結果の挙動について、以下の知見１〜３を得た。
【００１１】
＜知見１＞
踏み板を踏み外すことなく階段を昇降している場合には、両足のいずれかから常に踏み板に荷重が付与されることとなる。これに対し、足を踏み板から滑らせて踏み外してしまった場合には、両足とも踏み板から外れた状態又は付与される荷重が極端に低い状態となる。つまり、所定の複数の踏み板に付与される荷重がいずれも予め定めた値以下の状態となる。
【００１２】
この知見１を鑑みた第２の発明では、前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の複数の踏み板に付与される荷重がいずれも予め定めた値以下になった場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする。よって、転倒過程にあることを好適に判断できる。
【００１３】
＜知見２＞
踏み板を踏み外すことなく階段を昇降している場合には、踏み板に一方の足を掛けた瞬間からその踏み板に付与される荷重は徐々に上昇し、全体重がその踏み板に付与された時点で荷重検出値はピークとなり、その後、次の段の踏み板に他方の足を掛けた瞬間から徐々に下降することとなる。これに対し、踏み板に一方の足を掛けた直後にその足を踏み板から滑らせて踏み外してしまった場合には、荷重検出値が上昇を開始した後、予め定めた想定荷重に達することなく下降することとなる。
【００１４】
この知見２を鑑みた第３の発明では、前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の踏み板についての前記荷重検出結果が上昇を開始した後、予め定めた想定荷重に達することなく下降した場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする。よって、転倒過程にあることを好適に判断できる。
【００１５】
＜知見３＞
踏み板を踏み外すことなく階段を昇降している場合には、足が掛けられた踏み板に付与される荷重は徐々に上昇してピークに達し、ピーク値が所定時間保持された後徐々に下降することとなる。これに対し、踏み板に一方の足を掛けた直後にその足を踏み板から滑らせて踏み外してしまった場合には、ピーク値が保持される時間が極端に短い、或いはほじされないこととなる。
【００１６】
この知見３を鑑みた第４の発明では、前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の踏み板についての前記荷重検出結果が上昇を開始した後、予め定めた時間よりも短い時間で下降を開始した場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする。よって、転倒過程にあることを好適に判断できる。
【００１７】
第５の発明では、前記複数の踏み板に対して荷重の付与される順序に基づいて、前記階段を昇降する人の昇降方向を判定する方向判定手段を備えることを特徴とする。これによれば、前記判断手段は、方向判定手段の判定結果を加味した上で転倒過程を判断することができる。例えば、第２〜第４の発明の判断手段に用いられる「予め定めた値」「予め定めた想定荷重」「予め定めた時間」を、前記判定結果に応じて変更することが具体例として挙げられる。また、方向判定手段の判定結果に応じて保護手段の作動態様を変更させることが可能となる。
【００１８】
第６の発明では、複数の人間の個人情報が登録された個人情報登録手段と、前記階段を昇降する人間が前記登録手段に登録された人間のいずれであるかを識別する識別手段と、備え、前記識別手段により識別された人間が前記階段を昇降する場合、前記判断手段は、前記識別手段により識別された人間の前記個人情報に応じて前記転倒過程にあるか否かを判断することを特徴とする。
【００１９】
したがって、例えば、老人や子供等、年齢に関する情報や体重に関する情報を個人情報として予め登録させておけば、年齢や体重等を加味した上で転倒過程を判断できる。具体例としては、先述した「予め定めた値」「予め定めた想定荷重」「予め定めた時間」を個人情報に応じて変更することが挙げられる。
【００２０】
第７の発明では、前記保護手段は、１又は複数の踏み板の範囲で作動する保護部材を昇降方向に複数備えて構成されており、前記制御手段は、前記判断手段が踏み外したと判断した踏み板を含む所定範囲の前記保護部材を作動させることを特徴とする。踏み板を踏み外して最初又は数度目に打ち付ける可能性が高い踏み板は、踏み外したその踏み板である。よって、当該踏み板を含む所定範囲の保護部材を作動させる上記発明によれば、転倒過程で人体を踏み板に打ち付けてしまう可能性を低減できる。
【００２１】
さらに、人体の上半身（特に頭部）が踏み板を踏み外して最初又は数度目に打ち付ける可能性の高い箇所は、踏み外した踏み板よりも昇降方向上側の１又は複数の踏み板であるとの知見を発明者は得た。そこで、第８の発明では、前記所定範囲は、前記判断手段が踏み外したと判断した踏み板よりも、昇降方向上側の１又は複数の踏み板を含む範囲であることを特徴とする。よって、転倒過程で上半身（特に頭部）を踏み板に打ち付けてしまう可能性を低減できる。
【００２２】
第９の発明では、前記保護手段は、作動時に膨張展開する袋体を有したエアバッグ装置であり、前記袋体の表面には、保護対象となる人間が滑り落ちないよう機能する滑り止め機能が備えられていることを特徴とする。これによれば、転倒過程において人体を保護した後、転倒した体が袋体表面で滑ってしまうことを抑制できるので、転倒した後に袋体表面を滑って階段の下方へ人体が滑落してしまう等の状況が回避されやすくなる。
【００２３】
第１０の発明では、前記判断手段により転倒過程にあると判断された場合、又は前記制御手段により前記保護手段が作動された場合に、転倒の発生を通報する通報手段をさらに備えていることを特徴とする。そのため、転倒後の初期治療等を迅速に行うことの助けとなる。
【００２４】
第１１の発明は、上階及び下階と、これら上階及び下階を行き来するための階段と、上記発明に係る階段安全装置と、を備えることを特徴とする建物である。そして、このような建物においても上記各効果を享受することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る階段安全装置が備えられた建物１０を示す概略図である。この建物１０は、１階フロア１１（下階）及び２階フロア１２（上階）を備えた２階建てであり、両フロア１１，１２を行き来するための階段２０を昇降する人間を、階段安全装置による安全保護対象としている。
【００２７】
図２は、階段２０の縦断面図であり、階段２０は、昇降者の足が載せられる部分である複数の踏み板２１と、その複数の踏み板２１の両端部を支持する側板２２と、各踏み板２１間に設けられる蹴込み板２３と、を備えている。なお、側板２２は建物１０の壁１３に固定されている。
【００２８】
複数の踏み板２１の各々には、昇降者から踏み板２１付与される荷重を検出する荷重センサ３１（荷重検出手段）が設置されている。荷重センサ３１には歪みゲージ又は圧電素子が採用されており、荷重検出信号は図１に示す制御装置３０に出力される。また、荷重センサ３１は、踏み板２１の内部に組み付けてもよいし、踏み板２１の裏面に取り付けてもよい。
【００２９】
また、複数の踏み板２１の各々には、踏み板２１を踏み外して転倒する人間を保護するエアバッグ装置３２（保護手段）が設置されている。図３は、エアバッグ装置３２の袋体３２ａが膨張展開した作動状態を示し、図２は、袋体３２ａが膨張展開しておらず収容された収容状態を示している。収容状態のエアバッグ装置３２は、踏み板２１の裏側に設置されている。踏み板２１の開放端２１ｂ近傍部分には貫通穴２１ａが形成されており、膨張展開した袋体３２ａは、踏み板２１の裏側から貫通穴２１ａを通じて表側に飛び出るよう構成されている。
【００３０】
袋体３２ａの展開形状は、踏み板２１の表側の面と蹴込み板２３の表側の面とで挟まれた空間を埋めるよう、図３に示す如く縦断面が略三角形となる形状、かつ、踏み板２１の長手方向（図３の紙面垂直方向）全体に亘って延びる形状（つまり三角柱形状）である。隣合う袋体３２ａの上面３２ｂ同士は、同一平面上にて連なるよう配置されており、このように上面３２ｂが連なった状態（図３に示す状態）となることで、踏み板２１及び蹴込み板２３の全体が複数の袋体３２ａにより覆われることとなる。換言すれば、踏み板２１の開放端２１ｂは袋体３２ａで覆われている。
【００３１】
転倒した人が複数連なる袋体３２ａの上を滑り落ちないようにするために、袋体３２ａの少なくとも上面３２ｂには滑り止め機能が備えられている。具体的には、人が滑り落ちない程度の摩擦係数の材質で袋体３２ａを形成する、或いは、前記摩擦係数の材質のシートを上面３２ｂに貼り付けることで、滑り止め機能を構成する。
【００３２】
エアバッグ装置３２は、制御装置３０（制御手段）からの指令信号に基づき、袋体３２ａを膨張展開させるよう作動する。したがって、制御装置３０は、複数のエアバッグ装置３２のうち任意に選択したエアバッグ装置のみを作動するよう制御することも可能である。制御装置３０は、複数の荷重センサ３１からの荷重検出結果に基づいて、昇降者が踏み板２１からの踏み外しによって転倒過程にあると判断（判断手法は後述する）した時に、複数の踏み板２１のうち所定範囲の踏み板２１に対応するエアバッグ装置３２を作動させる。
【００３３】
前記所定範囲とは、踏み外したと判断した踏み板２１を少なくとも含む範囲である。また、図１の符号Ｐに示す踏み板２１を踏み外したと判断した踏み板とすると、その踏み板Ｐよりも、昇降方向上側に位置する符号Ｑに示す踏み板２１又は符号Ｑ,Ｒに示す踏み板２１を所定範囲に含ませるようにしてもよい。また、踏み板Ｐに対して昇降方向下側に位置する全ての踏み板２１を所定範囲に含ませるようにしてもよいし、踏み板Ｐ以外の全ての踏み板２１をも所定範囲に含ませるようにしてもよい。
【００３４】
図１中の符号Ｋは、建物１０の住人が携帯している電子キー（スマートキー）を示している。玄関近傍に設置された施解錠制御装置４０と電子キーＫとは通信可能に構成されており、電子キーＫには、その電子キーＫを携帯している住人の識別番号が記憶されている。そして、電子キーＫから送信された識別番号情報が施解錠制御装置４０にて認証されると、玄関ドアの施錠及び解錠が自動で行われる。なお、電子キーＫの形態は任意であり、カード型としたり、リストバンド式として人体に装着できるものとしたりすることも可能である。
【００３５】
制御装置３０には、電子キーＫと送受信する通信機器３０ａが備えられている。電子キーＫには、識別番号情報の他に個人情報が記憶されている。制御装置３０は識別番号情報及び個人情報を、通信機器３０ａを介して電子キーＫから取得する。個人情報の具体例としては、年齢に関する情報、体重に関する情報、足を怪我している等の健康状態に関する情報等が挙げられる。なお、個人情報は、上述の如くは電子キーＫに記憶させてもよいし、識別番号と関連付けて制御装置３０に記憶させておいてもよい。
【００３６】
制御装置３０は、複数の荷重センサ３１からの荷重検出結果、及び電子キーＫから取得した識別番号情報又は個人情報に基づいて、昇降者が上記転倒過程にあるか否かを判断する。以下、その判断手法について図４を用いて説明する。
【００３７】
図４は、荷重センサ３１による荷重検出値の時間変化を示すグラフである。実線Ｌαは、昇降者が階段２０を昇る時の標準的な検出値変化を示しており、一方の足を踏み板２１に掛けたｔ０の時点から荷重検出値は上昇を開始する。その後、他方の足が前の段の踏み板２１から離れると、一方の足に全体重がかかることに伴い荷重検出値はピーク値Ｐとなる。ピーク値Ｐが所定時間Ｔ１０保持された後、他方の足を次の段の踏み板２１に掛けた時点ｔ２で荷重検出値は下降を開始する。その後、一方の足を踏み板２１から離して他方の足に全体重をかけた状態になった時点ｔ３で荷重検出値はゼロとなる。
【００３８】
当該標準変化Ｌαは、階段２０を昇る場合と降りる場合とでほぼ同じ変化となる。ちなみに、標準変化Ｌαの場合に比べて昇降者が速く階段２０を昇降した場合には、点線Ｌ１に示す検出値変化となり、遅く昇降した場合には点線Ｌ２に示す検出値変化となる。また、標準変化Ｌαの場合に比べて昇降者の体重が軽い場合には、点線Ｌ３に示す検出値変化となり、重い場合には点線Ｌ４に示す検出値変化となる。
【００３９】
ここで、階段２０を昇る際に踏み板２１を踏み外して転倒する場合の典型的なパターンとして、一方の足を踏み板２１に掛けた後、その一方の足に全体重を掛けようとしたその瞬間、一方の足を踏み板２１から滑らせることにより、踏み外して転倒することが挙げられる。つまり、標準変化Ｌαにおいて荷重検出値が上昇するｔ０からｔ１の期間中に踏み板２１を踏み外すこととなる。そして、例えば符号Ｋに示す時点で踏み外した場合、ピーク値Ｐ’が所定時間Ｔ１０’保持された後、或いは踏み外した時点Ｋから直ぐに、一点鎖線Ｌβに示すように荷重検出値は急激に下降することとなる。
【００４０】
以上に説明したように、荷重の検出値変化は、踏み板２１を踏み外すことなく昇降した場合の変化Ｌα,Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３,Ｌ４と踏み外した場合の変化Ｌβとで大きく相違する。このような相違に基づき制御装置３０は踏み外した否か（転倒過程にあるか否か）を判断する。具体的には、荷重センサ３１の検出値が、以下の条件１〜条件３のうち少なくとも１つの条件を満たすよう変化している場合に、その荷重センサ３１に対応する踏み板２１で踏み外したと判断する。
【００４１】
＜条件１＞
条件１は、先述した知見２を鑑みて設定されたものであり、荷重検出値がｔ０時点にて上昇を開始した後、一点鎖線Ｌβに示すように予め定めた想定荷重（閾値Ｐth1）に達することなく下降したことを、転倒過程であるとの条件とする。なお、当該閾値Ｐth1は、電子キーＫから取得した識別番号情報又は個人情報に応じて可変設定する。例えば、図４中のＬ３に示すように昇降者の体重が標準変化Ｌαよりも軽い場合には閾値Ｐth1を小さくするよう設定変更し、Ｌ４に示すように体重が重い昇降者である場合には閾値Ｐth1を大きくするよう設定変更する。
【００４２】
＜条件２＞
条件２は、先述した知見２を鑑みて設定されたものであり、荷重検出値の上昇開始時点ｔ０から下降開始時点ｔ１までの時間Ｔ２０,Ｔ２０’が、予め定めた時間（以下、閾値Ｔ２０thと呼ぶ）よりも短い時間であることを、転倒過程であるとの条件とする。なお、当該閾値Ｔ２０thは、電子キーＫから取得した識別番号情報又は個人情報に応じて可変設定する。例えば、図４中のＬ１に示すように標準変化Ｌαよりも日常的に速く階段２０を昇降する昇降者である場合には、閾値Ｔ２０thを小さくするよう設定変更し、Ｌ２に示すように日常的に遅く昇降する昇降者である場合には、閾値Ｔ２０thを大きくするよう設定変更する。
【００４３】
＜条件３＞
条件３は、先述した知見１を鑑みて設定されたものであり、各荷重センサ３１のいずれの検出値も予め定めた値（閾値Ｐth2）以下になった場合に、転倒過程にあると判断する。なお、当該閾値Ｐth2は先の条件１に係る閾値Ｐth1よりも小さい値に設定されている。なお、当該閾値Ｐth2は、電子キーＫから取得した識別番号情報又は個人情報に応じて可変設定する。例えば、体重が標準値よりも軽い昇降者である場合には閾値Ｐth2を小さくするよう設定変更し、標準値よりも重い昇降者である場合には閾値Ｐth2を大きくするよう設定変更する。
【００４４】
以上により、本実施形態によれば、各踏み板２１に設置された荷重センサ３１からの荷重検出結果、及び昇降者の識別番号情報又は個人情報に基づいて、昇降者が転倒過程にあるか否かを判断することができる。そして、転倒過程にあると判断されると直ぐにエアバッグ装置３２が作動して踏み板２１を袋体３２ａで覆う。そのため、踏み板２１を踏み外した時点Ｋから、人体を最初又は数度打ち付けるまでの初期段階（転倒過程）において、人体を踏み板２１から保護することができる。
【００４５】
また、転倒過程にあるか否かを判断するにあたり、昇降者の識別番号情報又は個人情報に応じて各種閾値Ｐth1,Ｐth2,Ｔ２０thを設定変更するので、昇降者の特性（例えば日常的に昇降する時の速さ、体重、年齢等）に応じて転倒過程判断を精度良くできる。
【００４６】
また、エアバッグ装置３２の袋体３２ａには滑り止め機能が備えられているので、転倒過程において人体を保護した後、転倒した体が袋体３２ａ表面で滑ってしまうことを抑制できる。そのため、複数連なって配置された袋体３２ａの表面を１階フロア１１まで滑り落ちてしまう等の状況が回避されやすくなる。
【００４７】
また、転倒過程にあると判断された場合に、踏み外した踏み板Ｐに対応するエアバッグ装置３２に加え、その踏み板Ｐよりも上側に位置する踏み板Ｑ又は踏み板Ｑ,Ｒに対応するエアバッグ装置３２をも作動させるので、踏み板Ｐを踏み外して最初又は数度目に打ち付ける可能性が高い踏み板Ｐ，Ｑ又はＰ，Ｑ，Ｒに対して人体を保護できるので、転倒の初期段階（転倒過程）における人体保護の効果を向上できる。また、符号Ｑ又はＲよりも上側の踏み板に対応するエアバッグ装置３２は作動させないので、必要最小限の範囲についてエアバッグ装置３２を作動させることとなる。よって、エアバッグ装置３２を再度作動可能な状態にするための作業を軽減できる。
【００４８】
［第２の実施形態］
図５は、本実施形態に係る袋体３２０ａの展開形状を示す図である。上記第１の実施形態では、図３に示すように踏み板２１の全体を袋体３２ａで覆うよう袋体３２ａの展開形状を設定しているのに対し、本実施形態では、図５に示すように踏み板２１の開放端２１ｂのみを覆うよう袋体３２０ａの展開形状を設定している。
【００４９】
より具体的に説明すると、本実施形態に係る袋体３２０ａの展開形状は、縦断面が略円形となる形状、かつ、踏み板２１の長手方向（図３の紙面垂直方向）全体に亘って延びる形状（つまり円柱形状）である。これにより、転倒過程の人体を踏み板２１の開放端２１ｂから好適に保護することができ、特に人体の腰を保護するのに好適である。
【００５０】
［第３の実施形態］
本実施形態では、図１に示す通報装置３０ｂ（通報手段）が備えられている。この通報装置３０ｂは、制御装置３０により転倒過程にあると判断された場合、又はエアバッグ装置３２が作動された場合に、住人が階段２０で転倒した旨を建物１０の外部に自動で通報するものである。
【００５１】
これによれば、例えば、要介助の老人が建物１０に独りでいる場合において、その老人が階段２０で転倒して骨折等の怪我をした場合であっても、介助者にその旨を自動で通報することができるので、転倒後の初期治療等を迅速に行うことの助けとなる。
【００５２】
［他の実施形態］
本発明は以上説明した実施の形態に限らず、例えば以下に別例として示した形態で実施することもできる。そして、以下に説明する各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００５３】
・制御装置３０（方向判定手段）は、複数の荷重センサ３１からの荷重検出結果に基づいて、複数の踏み板２１に対して荷重が付与された順序を検出し、その検出結果に基づいて、階段２０を昇降する人の昇降方向を判定する。そして、進行方向がいずれであるかの判定結果に応じて、転倒過程判断に用いる各種閾値Ｐth1,Ｐth2,Ｔ２０thを設定変更する。また、前記判定結果に応じて、いずれの範囲のエアバッグ装置３２を作動させるかを変更させるようにしてもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、各種条件１〜３のうち少なくとも１つの条件を満たす場合に転倒過程にあると判断しているが、全ての条件を満たした場合に転倒過程にあると判断してもよいし、任意に組み合わせた条件を満たした場合に転倒過程にあると判断してもよい。
【００５５】
・一点鎖線Ｌβに示すように、踏み外した場合には荷重のピーク値Ｐが保持される時間Ｔ１０が極めて短くなる。又は保持時間がなくなる。そこで、ピーク値Ｐの保持時間が予め設定された時間より短いことを、転倒過程であるとの条件として上記条件１〜３に加えるようにしてもよい。
【００５６】
・個人情報に応じて、エアバッグ装置３２の作動を禁止するようにしてもよい。例えば、昇降者が子供である場合には、転倒していない場合であっても荷重検出値の時間変化が不規則になりやすいので、転倒過程を誤判断する可能性の高い昇降者の識別番号を予め設定しておき、当該昇降者の場合にはエアバッグ装置３２の作動を禁止するようにして好適である。また、老人等、人体保護の必要性の高い昇降者を予め設定しておき、当該昇降者の場合にのみエアバッグ装置３２の作動を許可するようにしてもよい。
【００５７】
・個人情報に、その住人の健康状態（例えば片足負傷等の状態）を含ませ、その健康状態に応じて各種閾値Ｐth1,Ｐth2,Ｔ２０thを設定変更するようにしてもよい。
【００５８】
・エアバッグ装置３２の取り付け場所は踏み板２１に限らず、例えば蹴込み板２３や側板２２であってもよい。また、図３に示す実施形態では、貫通穴２１ａを踏み板２１に形成することで、踏み板２１から袋体３２ａが展開するよう構成しているが、例えば蹴込み板２３や側板２２から袋体３２ａが展開するよう構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る階段安全装置が適用される建物の概略を示す図。
【図２】図１に示す階段の縦断面図。
【図３】エアバッグ装置が作動した状態を示す階段の縦断面図。
【図４】図１に示す荷重センサの検出値の時間変化を示すグラフ。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るエアバッグ装置が作動した状態を示す階段の縦断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１０…建物、１１…１階フロア（下階）、１２…２階フロア（上階）、２０…階段、２１…踏み板、３０…制御装置（判断手段、制御手段、方向判定手段）、３０ｂ…通報装置（通報手段）、３１…荷重センサ（荷重検出手段）、３２…エアバッグ装置（保護手段）、３２ａ，３２０ａ…袋体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階段を昇降する人間を保護対象とした階段安全装置、及びその装置を備えた建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
２階建て建物のように上階及び下階を有する建物では、建物内における事故の発生頻度の高い場所として、上下階を行き来するための階段が挙げられる。すなわち、階段を昇降する際に踏み板を踏み外すことがあり、これにより転倒し、場合によっては階下へ向けて転落することもある。
【０００３】
このような階段における転倒や転落への対策としては、踏み板の表面に滑り止めの加工を施したり、手すりを設けたりするものがある。しかしながら、このような対策によってもなお転倒や転落による事故が発生しているのが実情である。そこで、特許文献１では、階段を転落していく人を衝撃センサなどで検知した場合に、階段に設置しておいたエアバッグを滑り台のように展開させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２４８７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記提案された技術では、各踏み板に設置された衝撃センサが同時にアクティブになった場合などのように、実際に人間が転倒した後にエアバッグが作動するに過ぎない。このような状況では、転倒過程において１度又は数度は踏み板などに人体を打ち付けているのであるから、人体を保護するには不十分である。
【０００５】
すなわち、上記提案された技術では、転倒後の転落の際には一定の効果を発揮するが、踏み板を踏み外した時点から人体を最初又は数度打ち付けるまでの初期段階（転倒過程）においては、人体の保護という観点では全く機能しておらず、さらなる改良の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、階段における踏み板の踏み外しに起因した転倒の初期段階において人体を保護することのできる階段安全装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
すなわち、第１の発明は、階段における各踏み板に人体から付与される荷重を検出する荷重検出手段と、前記荷重検出手段からの荷重検出結果に基づいて、前記踏み板からの踏み外しによって転倒過程にあるか否かの判断を行う判断手段と、前記踏み板を踏み外して転倒する人間を保護する保護手段と、前記判断手段により転倒過程にあると判断された時に、前記保護手段を作動させるよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする階段安全装置である。
【０００９】
これによれば、各踏み板に付与される荷重の検出結果に基づき転倒過程にあるか否かが判断され、転倒過程にあると判断された時に保護手段を作動させるので、転倒してしまう初期段階である転倒過程において、保護手段により人体を保護することができる。
【００１０】
本発明者は、階段で転倒する場合の転倒過程における荷重検出結果の挙動について、以下の知見１〜３を得た。
【００１１】
＜知見１＞
踏み板を踏み外すことなく階段を昇降している場合には、両足のいずれかから常に踏み板に荷重が付与されることとなる。これに対し、足を踏み板から滑らせて踏み外してしまった場合には、両足とも踏み板から外れた状態又は付与される荷重が極端に低い状態となる。つまり、所定の複数の踏み板に付与される荷重がいずれも予め定めた値以下の状態となる。
【００１２】
この知見１を鑑みた第２の発明では、前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の複数の踏み板に付与される荷重がいずれも予め定めた値以下になった場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする。よって、転倒過程にあることを好適に判断できる。
【００１３】
＜知見２＞
踏み板を踏み外すことなく階段を昇降している場合には、踏み板に一方の足を掛けた瞬間からその踏み板に付与される荷重は徐々に上昇し、全体重がその踏み板に付与された時点で荷重検出値はピークとなり、その後、次の段の踏み板に他方の足を掛けた瞬間から徐々に下降することとなる。これに対し、踏み板に一方の足を掛けた直後にその足を踏み板から滑らせて踏み外してしまった場合には、荷重検出値が上昇を開始した後、予め定めた想定荷重に達することなく下降することとなる。
【００１４】
この知見２を鑑みた第３の発明では、前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の踏み板についての前記荷重検出結果が上昇を開始した後、予め定めた想定荷重に達することなく下降した場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする。よって、転倒過程にあることを好適に判断できる。
【００１５】
＜知見３＞
踏み板を踏み外すことなく階段を昇降している場合には、足が掛けられた踏み板に付与される荷重は徐々に上昇してピークに達し、ピーク値が所定時間保持された後徐々に下降することとなる。これに対し、踏み板に一方の足を掛けた直後にその足を踏み板から滑らせて踏み外してしまった場合には、ピーク値が保持される時間が極端に短い、或いはほじされないこととなる。
【００１６】
この知見３を鑑みた第４の発明では、前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の踏み板についての前記荷重検出結果が上昇を開始した後、予め定めた時間よりも短い時間で下降を開始した場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする。よって、転倒過程にあることを好適に判断できる。
【００１７】
第５の発明では、前記複数の踏み板に対して荷重の付与される順序に基づいて、前記階段を昇降する人の昇降方向を判定する方向判定手段を備えることを特徴とする。これによれば、前記判断手段は、方向判定手段の判定結果を加味した上で転倒過程を判断することができる。例えば、第２〜第４の発明の判断手段に用いられる「予め定めた値」「予め定めた想定荷重」「予め定めた時間」を、前記判定結果に応じて変更することが具体例として挙げられる。また、方向判定手段の判定結果に応じて保護手段の作動態様を変更させることが可能となる。
【００１８】
第６の発明では、複数の人間の個人情報が登録された個人情報登録手段と、前記階段を昇降する人間が前記登録手段に登録された人間のいずれであるかを識別する識別手段と、備え、前記識別手段により識別された人間が前記階段を昇降する場合、前記判断手段は、前記識別手段により識別された人間の前記個人情報に応じて前記転倒過程にあるか否かを判断することを特徴とする。
【００１９】
したがって、例えば、老人や子供等、年齢に関する情報や体重に関する情報を個人情報として予め登録させておけば、年齢や体重等を加味した上で転倒過程を判断できる。具体例としては、先述した「予め定めた値」「予め定めた想定荷重」「予め定めた時間」を個人情報に応じて変更することが挙げられる。
【００２０】
第７の発明では、前記保護手段は、１又は複数の踏み板の範囲で作動する保護部材を昇降方向に複数備えて構成されており、前記制御手段は、前記判断手段が踏み外したと判断した踏み板を含む所定範囲の前記保護部材を作動させることを特徴とする。踏み板を踏み外して最初又は数度目に打ち付ける可能性が高い踏み板は、踏み外したその踏み板である。よって、当該踏み板を含む所定範囲の保護部材を作動させる上記発明によれば、転倒過程で人体を踏み板に打ち付けてしまう可能性を低減できる。
【００２１】
さらに、人体の上半身（特に頭部）が踏み板を踏み外して最初又は数度目に打ち付ける可能性の高い箇所は、踏み外した踏み板よりも昇降方向上側の１又は複数の踏み板であるとの知見を発明者は得た。そこで、第８の発明では、前記所定範囲は、前記判断手段が踏み外したと判断した踏み板よりも、昇降方向上側の１又は複数の踏み板を含む範囲であることを特徴とする。よって、転倒過程で上半身（特に頭部）を踏み板に打ち付けてしまう可能性を低減できる。
【００２２】
第９の発明では、前記保護手段は、作動時に膨張展開する袋体を有したエアバッグ装置であり、前記袋体の表面には、保護対象となる人間が滑り落ちないよう機能する滑り止め機能が備えられていることを特徴とする。これによれば、転倒過程において人体を保護した後、転倒した体が袋体表面で滑ってしまうことを抑制できるので、転倒した後に袋体表面を滑って階段の下方へ人体が滑落してしまう等の状況が回避されやすくなる。
【００２３】
第１０の発明では、前記判断手段により転倒過程にあると判断された場合、又は前記制御手段により前記保護手段が作動された場合に、転倒の発生を通報する通報手段をさらに備えていることを特徴とする。そのため、転倒後の初期治療等を迅速に行うことの助けとなる。
【００２４】
第１１の発明は、上階及び下階と、これら上階及び下階を行き来するための階段と、上記発明に係る階段安全装置と、を備えることを特徴とする建物である。そして、このような建物においても上記各効果を享受することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る階段安全装置が備えられた建物１０を示す概略図である。この建物１０は、１階フロア１１（下階）及び２階フロア１２（上階）を備えた２階建てであり、両フロア１１，１２を行き来するための階段２０を昇降する人間を、階段安全装置による安全保護対象としている。
【００２７】
図２は、階段２０の縦断面図であり、階段２０は、昇降者の足が載せられる部分である複数の踏み板２１と、その複数の踏み板２１の両端部を支持する側板２２と、各踏み板２１間に設けられる蹴込み板２３と、を備えている。なお、側板２２は建物１０の壁１３に固定されている。
【００２８】
複数の踏み板２１の各々には、昇降者から踏み板２１付与される荷重を検出する荷重センサ３１（荷重検出手段）が設置されている。荷重センサ３１には歪みゲージ又は圧電素子が採用されており、荷重検出信号は図１に示す制御装置３０に出力される。また、荷重センサ３１は、踏み板２１の内部に組み付けてもよいし、踏み板２１の裏面に取り付けてもよい。
【００２９】
また、複数の踏み板２１の各々には、踏み板２１を踏み外して転倒する人間を保護するエアバッグ装置３２（保護手段）が設置されている。図３は、エアバッグ装置３２の袋体３２ａが膨張展開した作動状態を示し、図２は、袋体３２ａが膨張展開しておらず収容された収容状態を示している。収容状態のエアバッグ装置３２は、踏み板２１の裏側に設置されている。踏み板２１の開放端２１ｂ近傍部分には貫通穴２１ａが形成されており、膨張展開した袋体３２ａは、踏み板２１の裏側から貫通穴２１ａを通じて表側に飛び出るよう構成されている。
【００３０】
袋体３２ａの展開形状は、踏み板２１の表側の面と蹴込み板２３の表側の面とで挟まれた空間を埋めるよう、図３に示す如く縦断面が略三角形となる形状、かつ、踏み板２１の長手方向（図３の紙面垂直方向）全体に亘って延びる形状（つまり三角柱形状）である。隣合う袋体３２ａの上面３２ｂ同士は、同一平面上にて連なるよう配置されており、このように上面３２ｂが連なった状態（図３に示す状態）となることで、踏み板２１及び蹴込み板２３の全体が複数の袋体３２ａにより覆われることとなる。換言すれば、踏み板２１の開放端２１ｂは袋体３２ａで覆われている。
【００３１】
転倒した人が複数連なる袋体３２ａの上を滑り落ちないようにするために、袋体３２ａの少なくとも上面３２ｂには滑り止め機能が備えられている。具体的には、人が滑り落ちない程度の摩擦係数の材質で袋体３２ａを形成する、或いは、前記摩擦係数の材質のシートを上面３２ｂに貼り付けることで、滑り止め機能を構成する。
【００３２】
エアバッグ装置３２は、制御装置３０（制御手段）からの指令信号に基づき、袋体３２ａを膨張展開させるよう作動する。したがって、制御装置３０は、複数のエアバッグ装置３２のうち任意に選択したエアバッグ装置のみを作動するよう制御することも可能である。制御装置３０は、複数の荷重センサ３１からの荷重検出結果に基づいて、昇降者が踏み板２１からの踏み外しによって転倒過程にあると判断（判断手法は後述する）した時に、複数の踏み板２１のうち所定範囲の踏み板２１に対応するエアバッグ装置３２を作動させる。
【００３３】
前記所定範囲とは、踏み外したと判断した踏み板２１を少なくとも含む範囲である。また、図１の符号Ｐに示す踏み板２１を踏み外したと判断した踏み板とすると、その踏み板Ｐよりも、昇降方向上側に位置する符号Ｑに示す踏み板２１又は符号Ｑ,Ｒに示す踏み板２１を所定範囲に含ませるようにしてもよい。また、踏み板Ｐに対して昇降方向下側に位置する全ての踏み板２１を所定範囲に含ませるようにしてもよいし、踏み板Ｐ以外の全ての踏み板２１をも所定範囲に含ませるようにしてもよい。
【００３４】
図１中の符号Ｋは、建物１０の住人が携帯している電子キー（スマートキー）を示している。玄関近傍に設置された施解錠制御装置４０と電子キーＫとは通信可能に構成されており、電子キーＫには、その電子キーＫを携帯している住人の識別番号が記憶されている。そして、電子キーＫから送信された識別番号情報が施解錠制御装置４０にて認証されると、玄関ドアの施錠及び解錠が自動で行われる。なお、電子キーＫの形態は任意であり、カード型としたり、リストバンド式として人体に装着できるものとしたりすることも可能である。
【００３５】
制御装置３０には、電子キーＫと送受信する通信機器３０ａが備えられている。電子キーＫには、識別番号情報の他に個人情報が記憶されている。制御装置３０は識別番号情報及び個人情報を、通信機器３０ａを介して電子キーＫから取得する。個人情報の具体例としては、年齢に関する情報、体重に関する情報、足を怪我している等の健康状態に関する情報等が挙げられる。なお、個人情報は、上述の如くは電子キーＫに記憶させてもよいし、識別番号と関連付けて制御装置３０に記憶させておいてもよい。
【００３６】
制御装置３０は、複数の荷重センサ３１からの荷重検出結果、及び電子キーＫから取得した識別番号情報又は個人情報に基づいて、昇降者が上記転倒過程にあるか否かを判断する。以下、その判断手法について図４を用いて説明する。
【００３７】
図４は、荷重センサ３１による荷重検出値の時間変化を示すグラフである。実線Ｌαは、昇降者が階段２０を昇る時の標準的な検出値変化を示しており、一方の足を踏み板２１に掛けたｔ０の時点から荷重検出値は上昇を開始する。その後、他方の足が前の段の踏み板２１から離れると、一方の足に全体重がかかることに伴い荷重検出値はピーク値Ｐとなる。ピーク値Ｐが所定時間Ｔ１０保持された後、他方の足を次の段の踏み板２１に掛けた時点ｔ２で荷重検出値は下降を開始する。その後、一方の足を踏み板２１から離して他方の足に全体重をかけた状態になった時点ｔ３で荷重検出値はゼロとなる。
【００３８】
当該標準変化Ｌαは、階段２０を昇る場合と降りる場合とでほぼ同じ変化となる。ちなみに、標準変化Ｌαの場合に比べて昇降者が速く階段２０を昇降した場合には、点線Ｌ１に示す検出値変化となり、遅く昇降した場合には点線Ｌ２に示す検出値変化となる。また、標準変化Ｌαの場合に比べて昇降者の体重が軽い場合には、点線Ｌ３に示す検出値変化となり、重い場合には点線Ｌ４に示す検出値変化となる。
【００３９】
ここで、階段２０を昇る際に踏み板２１を踏み外して転倒する場合の典型的なパターンとして、一方の足を踏み板２１に掛けた後、その一方の足に全体重を掛けようとしたその瞬間、一方の足を踏み板２１から滑らせることにより、踏み外して転倒することが挙げられる。つまり、標準変化Ｌαにおいて荷重検出値が上昇するｔ０からｔ１の期間中に踏み板２１を踏み外すこととなる。そして、例えば符号Ｋに示す時点で踏み外した場合、ピーク値Ｐ’が所定時間Ｔ１０’保持された後、或いは踏み外した時点Ｋから直ぐに、一点鎖線Ｌβに示すように荷重検出値は急激に下降することとなる。
【００４０】
以上に説明したように、荷重の検出値変化は、踏み板２１を踏み外すことなく昇降した場合の変化Ｌα,Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３,Ｌ４と踏み外した場合の変化Ｌβとで大きく相違する。このような相違に基づき制御装置３０は踏み外した否か（転倒過程にあるか否か）を判断する。具体的には、荷重センサ３１の検出値が、以下の条件１〜条件３のうち少なくとも１つの条件を満たすよう変化している場合に、その荷重センサ３１に対応する踏み板２１で踏み外したと判断する。
【００４１】
＜条件１＞
条件１は、先述した知見２を鑑みて設定されたものであり、荷重検出値がｔ０時点にて上昇を開始した後、一点鎖線Ｌβに示すように予め定めた想定荷重（閾値Ｐth1）に達することなく下降したことを、転倒過程であるとの条件とする。なお、当該閾値Ｐth1は、電子キーＫから取得した識別番号情報又は個人情報に応じて可変設定する。例えば、図４中のＬ３に示すように昇降者の体重が標準変化Ｌαよりも軽い場合には閾値Ｐth1を小さくするよう設定変更し、Ｌ４に示すように体重が重い昇降者である場合には閾値Ｐth1を大きくするよう設定変更する。
【００４２】
＜条件２＞
条件２は、先述した知見２を鑑みて設定されたものであり、荷重検出値の上昇開始時点ｔ０から下降開始時点ｔ１までの時間Ｔ２０,Ｔ２０’が、予め定めた時間（以下、閾値Ｔ２０thと呼ぶ）よりも短い時間であることを、転倒過程であるとの条件とする。なお、当該閾値Ｔ２０thは、電子キーＫから取得した識別番号情報又は個人情報に応じて可変設定する。例えば、図４中のＬ１に示すように標準変化Ｌαよりも日常的に速く階段２０を昇降する昇降者である場合には、閾値Ｔ２０thを小さくするよう設定変更し、Ｌ２に示すように日常的に遅く昇降する昇降者である場合には、閾値Ｔ２０thを大きくするよう設定変更する。
【００４３】
＜条件３＞
条件３は、先述した知見１を鑑みて設定されたものであり、各荷重センサ３１のいずれの検出値も予め定めた値（閾値Ｐth2）以下になった場合に、転倒過程にあると判断する。なお、当該閾値Ｐth2は先の条件１に係る閾値Ｐth1よりも小さい値に設定されている。なお、当該閾値Ｐth2は、電子キーＫから取得した識別番号情報又は個人情報に応じて可変設定する。例えば、体重が標準値よりも軽い昇降者である場合には閾値Ｐth2を小さくするよう設定変更し、標準値よりも重い昇降者である場合には閾値Ｐth2を大きくするよう設定変更する。
【００４４】
以上により、本実施形態によれば、各踏み板２１に設置された荷重センサ３１からの荷重検出結果、及び昇降者の識別番号情報又は個人情報に基づいて、昇降者が転倒過程にあるか否かを判断することができる。そして、転倒過程にあると判断されると直ぐにエアバッグ装置３２が作動して踏み板２１を袋体３２ａで覆う。そのため、踏み板２１を踏み外した時点Ｋから、人体を最初又は数度打ち付けるまでの初期段階（転倒過程）において、人体を踏み板２１から保護することができる。
【００４５】
また、転倒過程にあるか否かを判断するにあたり、昇降者の識別番号情報又は個人情報に応じて各種閾値Ｐth1,Ｐth2,Ｔ２０thを設定変更するので、昇降者の特性（例えば日常的に昇降する時の速さ、体重、年齢等）に応じて転倒過程判断を精度良くできる。
【００４６】
また、エアバッグ装置３２の袋体３２ａには滑り止め機能が備えられているので、転倒過程において人体を保護した後、転倒した体が袋体３２ａ表面で滑ってしまうことを抑制できる。そのため、複数連なって配置された袋体３２ａの表面を１階フロア１１まで滑り落ちてしまう等の状況が回避されやすくなる。
【００４７】
また、転倒過程にあると判断された場合に、踏み外した踏み板Ｐに対応するエアバッグ装置３２に加え、その踏み板Ｐよりも上側に位置する踏み板Ｑ又は踏み板Ｑ,Ｒに対応するエアバッグ装置３２をも作動させるので、踏み板Ｐを踏み外して最初又は数度目に打ち付ける可能性が高い踏み板Ｐ，Ｑ又はＰ，Ｑ，Ｒに対して人体を保護できるので、転倒の初期段階（転倒過程）における人体保護の効果を向上できる。また、符号Ｑ又はＲよりも上側の踏み板に対応するエアバッグ装置３２は作動させないので、必要最小限の範囲についてエアバッグ装置３２を作動させることとなる。よって、エアバッグ装置３２を再度作動可能な状態にするための作業を軽減できる。
【００４８】
［第２の実施形態］
図５は、本実施形態に係る袋体３２０ａの展開形状を示す図である。上記第１の実施形態では、図３に示すように踏み板２１の全体を袋体３２ａで覆うよう袋体３２ａの展開形状を設定しているのに対し、本実施形態では、図５に示すように踏み板２１の開放端２１ｂのみを覆うよう袋体３２０ａの展開形状を設定している。
【００４９】
より具体的に説明すると、本実施形態に係る袋体３２０ａの展開形状は、縦断面が略円形となる形状、かつ、踏み板２１の長手方向（図３の紙面垂直方向）全体に亘って延びる形状（つまり円柱形状）である。これにより、転倒過程の人体を踏み板２１の開放端２１ｂから好適に保護することができ、特に人体の腰を保護するのに好適である。
【００５０】
［第３の実施形態］
本実施形態では、図１に示す通報装置３０ｂ（通報手段）が備えられている。この通報装置３０ｂは、制御装置３０により転倒過程にあると判断された場合、又はエアバッグ装置３２が作動された場合に、住人が階段２０で転倒した旨を建物１０の外部に自動で通報するものである。
【００５１】
これによれば、例えば、要介助の老人が建物１０に独りでいる場合において、その老人が階段２０で転倒して骨折等の怪我をした場合であっても、介助者にその旨を自動で通報することができるので、転倒後の初期治療等を迅速に行うことの助けとなる。
【００５２】
［他の実施形態］
本発明は以上説明した実施の形態に限らず、例えば以下に別例として示した形態で実施することもできる。そして、以下に説明する各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００５３】
・制御装置３０（方向判定手段）は、複数の荷重センサ３１からの荷重検出結果に基づいて、複数の踏み板２１に対して荷重が付与された順序を検出し、その検出結果に基づいて、階段２０を昇降する人の昇降方向を判定する。そして、進行方向がいずれであるかの判定結果に応じて、転倒過程判断に用いる各種閾値Ｐth1,Ｐth2,Ｔ２０thを設定変更する。また、前記判定結果に応じて、いずれの範囲のエアバッグ装置３２を作動させるかを変更させるようにしてもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、各種条件１〜３のうち少なくとも１つの条件を満たす場合に転倒過程にあると判断しているが、全ての条件を満たした場合に転倒過程にあると判断してもよいし、任意に組み合わせた条件を満たした場合に転倒過程にあると判断してもよい。
【００５５】
・一点鎖線Ｌβに示すように、踏み外した場合には荷重のピーク値Ｐが保持される時間Ｔ１０が極めて短くなる。又は保持時間がなくなる。そこで、ピーク値Ｐの保持時間が予め設定された時間より短いことを、転倒過程であるとの条件として上記条件１〜３に加えるようにしてもよい。
【００５６】
・個人情報に応じて、エアバッグ装置３２の作動を禁止するようにしてもよい。例えば、昇降者が子供である場合には、転倒していない場合であっても荷重検出値の時間変化が不規則になりやすいので、転倒過程を誤判断する可能性の高い昇降者の識別番号を予め設定しておき、当該昇降者の場合にはエアバッグ装置３２の作動を禁止するようにして好適である。また、老人等、人体保護の必要性の高い昇降者を予め設定しておき、当該昇降者の場合にのみエアバッグ装置３２の作動を許可するようにしてもよい。
【００５７】
・個人情報に、その住人の健康状態（例えば片足負傷等の状態）を含ませ、その健康状態に応じて各種閾値Ｐth1,Ｐth2,Ｔ２０thを設定変更するようにしてもよい。
【００５８】
・エアバッグ装置３２の取り付け場所は踏み板２１に限らず、例えば蹴込み板２３や側板２２であってもよい。また、図３に示す実施形態では、貫通穴２１ａを踏み板２１に形成することで、踏み板２１から袋体３２ａが展開するよう構成しているが、例えば蹴込み板２３や側板２２から袋体３２ａが展開するよう構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る階段安全装置が適用される建物の概略を示す図。
【図２】図１に示す階段の縦断面図。
【図３】エアバッグ装置が作動した状態を示す階段の縦断面図。
【図４】図１に示す荷重センサの検出値の時間変化を示すグラフ。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るエアバッグ装置が作動した状態を示す階段の縦断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１０…建物、１１…１階フロア（下階）、１２…２階フロア（上階）、２０…階段、２１…踏み板、３０…制御装置（判断手段、制御手段、方向判定手段）、３０ｂ…通報装置（通報手段）、３１…荷重センサ（荷重検出手段）、３２…エアバッグ装置（保護手段）、３２ａ，３２０ａ…袋体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階段における各踏み板に人体から付与される荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段からの荷重検出結果に基づいて、前記踏み板からの踏み外しによって転倒過程にあるか否かの判断を行う判断手段と、
前記踏み板を踏み外して転倒する人間を保護する保護手段と、
前記判断手段により転倒過程にあると判断された時に、前記保護手段を作動させるよう制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする階段安全装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の複数の踏み板に付与される荷重がいずれも予め定めた値以下になった場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする請求項１に記載の階段安全装置。
【請求項３】
前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の踏み板についての前記荷重検出結果が上昇を開始した後、予め定めた想定荷重に達することなく下降した場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする請求項１に記載の階段安全装置。
【請求項４】
前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の踏み板についての前記荷重検出結果が上昇を開始した後、予め定めた時間よりも短い時間で下降を開始した場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする請求項１に記載の階段安全装置。
【請求項５】
前記複数の踏み板に対して荷重の付与される順序に基づいて、前記階段を昇降する人の昇降方向を判定する方向判定手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項６】
複数の人間の個人情報が登録された個人情報登録手段と、
前記階段を昇降する人間が前記登録手段に登録された人間のいずれであるかを識別する識別手段と、
を備え、
前記識別手段により識別された人間が前記階段を昇降する場合、前記判断手段は、前記識別手段により識別された人間の前記個人情報に応じて前記転倒過程にあるか否かを判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項７】
前記保護手段は、１又は複数の踏み板の範囲で作動する保護部材を昇降方向に複数備えて構成されており、
前記制御手段は、前記判断手段が踏み外したと判断した踏み板を含む所定範囲の前記保護部材を作動させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項８】
前記所定範囲は、前記判断手段が踏み外したと判断した踏み板よりも、昇降方向上側の１又は複数の踏み板を含む範囲であることを特徴とする請求項７に記載の階段安全装置。
【請求項９】
前記保護手段は、作動時に膨張展開する袋体を有したエアバッグ装置であり、
前記袋体の表面には、保護対象となる人間が滑り落ちないよう機能する滑り止め機能が備えられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項１０】
前記判断手段により転倒過程にあると判断された場合、又は前記制御手段により前記保護手段が作動された場合に、転倒の発生を通報する通報手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項１１】
上階及び下階と、
これら上階及び下階を行き来するための階段と、
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の階段安全装置と、
を備えることを特徴とする建物。
【請求項１】
階段における各踏み板に人体から付与される荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段からの荷重検出結果に基づいて、前記踏み板からの踏み外しによって転倒過程にあるか否かの判断を行う判断手段と、
前記踏み板を踏み外して転倒する人間を保護する保護手段と、
前記判断手段により転倒過程にあると判断された時に、前記保護手段を作動させるよう制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする階段安全装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の複数の踏み板に付与される荷重がいずれも予め定めた値以下になった場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする請求項１に記載の階段安全装置。
【請求項３】
前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の踏み板についての前記荷重検出結果が上昇を開始した後、予め定めた想定荷重に達することなく下降した場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする請求項１に記載の階段安全装置。
【請求項４】
前記判断手段は、前記各踏み板のうち所定の踏み板についての前記荷重検出結果が上昇を開始した後、予め定めた時間よりも短い時間で下降を開始した場合に、前記転倒過程にあると判断することを特徴とする請求項１に記載の階段安全装置。
【請求項５】
前記複数の踏み板に対して荷重の付与される順序に基づいて、前記階段を昇降する人の昇降方向を判定する方向判定手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項６】
複数の人間の個人情報が登録された個人情報登録手段と、
前記階段を昇降する人間が前記登録手段に登録された人間のいずれであるかを識別する識別手段と、
を備え、
前記識別手段により識別された人間が前記階段を昇降する場合、前記判断手段は、前記識別手段により識別された人間の前記個人情報に応じて前記転倒過程にあるか否かを判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項７】
前記保護手段は、１又は複数の踏み板の範囲で作動する保護部材を昇降方向に複数備えて構成されており、
前記制御手段は、前記判断手段が踏み外したと判断した踏み板を含む所定範囲の前記保護部材を作動させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項８】
前記所定範囲は、前記判断手段が踏み外したと判断した踏み板よりも、昇降方向上側の１又は複数の踏み板を含む範囲であることを特徴とする請求項７に記載の階段安全装置。
【請求項９】
前記保護手段は、作動時に膨張展開する袋体を有したエアバッグ装置であり、
前記袋体の表面には、保護対象となる人間が滑り落ちないよう機能する滑り止め機能が備えられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項１０】
前記判断手段により転倒過程にあると判断された場合、又は前記制御手段により前記保護手段が作動された場合に、転倒の発生を通報する通報手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の階段安全装置。
【請求項１１】
上階及び下階と、
これら上階及び下階を行き来するための階段と、
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の階段安全装置と、
を備えることを特徴とする建物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１０２８１５（Ｐ２００９−１０２８１５Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７３３７３（Ｐ２００７−２７３３７３）
【出願日】平成１９年１０月２２日（２００７．１０．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２２日（２００７．１０．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]