求めたいものを選び、段差の高さと勾配(または確保できる長さ)を入力してください。踊り場・幅・単価は空欄でもかまいません。
目次
このページでできること
- 段差(高低差)の高さと勾配(1/12・1/15 などの分数、%、角度のどれか)を入れると、スロープに必要な水平の長さと、斜面に沿った長さ(スロープ本体の長さ)がわかります
- 逆に「段差の高さ」と「確保できる長さ」を入れると、実際の勾配(1/n・%・度)と、よく使われる目安の勾配(1/8・1/10・1/12・1/15・1/20)にした場合の必要な長さを一覧で見比べられます
- 既製の段差解消スロープ(樹脂・ゴム・アルミ製)を選ぶときは、段差の高さと製品の奥行を入れると、その製品を置いたときの勾配がわかります
- 踊り場(水平な部分)を含めた総延長、スロープの幅からの面積、単価(任意)を入れたときの概算費用も計算できます
- 段差・水平の長さ・斜面の直角三角形と、比較する目安の勾配の線を図で描き、式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
玄関ポーチと地面の段差が高さ30cmなら、勾配 1/12 で必要な水平の長さは \(30 \times 12 = 360\) cm、1/15 なら450cmです。アプローチの奥行がその長さを取れるか、取れないなら折り返し(踊り場を挟んでUターン)にするかを、工事の相談の前に自分で確かめられます。
自走の車いすは介助者が押す場合より緩い勾配が必要とされ、目安として 1/12〜1/15 がよく使われますが、利用者の体力や電動車いすかどうかでも変わります。介護保険の住宅改修や施設の設計では、適用される基準を建築士や自治体に確認してください。
置くだけの段差解消スロープは「段差5cm用・奥行25cm」のように、段差の高さごとに奥行が決まっています。奥行 ÷ 段差の高さが勾配の分母で、この例なら \(25 \div 5 = 5\)、つまり 1/5(約11.3°)とかなり急です。
室内の敷居や上がり框(かまち)のような数cmの段差なら短い製品でも使えますが、車いすで自走するなら奥行の長い製品(同じ5cmの段差で奥行60cmなら 1/12)を選ぶ、という判断がこの計算でできます。製品の適応段差と耐荷重はメーカーの表示に従ってください。
道路から店の入口までに高さ15cmの段差がある場合、勾配 1/12 なら水平の長さ180cm、1/8 なら120cmです。間口の前にどれだけの長さを使えるか(歩道にはみ出さないか)を先に計算しておくと、常設のスロープにするか、必要なときだけ出す可搬式にするかを決めやすくなります。
客用の入口は自走の車いす・ベビーカー・高齢の方など利用者が幅広いため、緩めの勾配で幅も広めに取るのが一般的です。店舗の用途や規模によって適用される基準が変わることがあるので、常設にするときは設計者や自治体に確認してください。
倉庫の荷下ろし口や段差のある入口で台車や機材ケースを転がすとき、合板やアルミブリッジで一時的なスロープを作ることがあります。段差20cmに長さ2mの板を渡すと、水平の長さは \(\sqrt{200^{2} - 20^{2}} \fallingdotseq 199\) cm、勾配は約 1/10(約5.7°)です。
重い荷物を載せた台車は、急な勾配だと押し上げるのに大きな力が要り、下りでは手を離せなくなって危険です。手で押す台車では 1/8〜1/10 程度、重量物や電動の運搬車ではさらに緩い勾配を選ぶことが多く、板のたわみや滑り止めも合わせて確かめてください。
玄関の上がり口(高さ約15〜20cm)や倉庫の段差にスロープを作れば、自転車やバイクを持ち上げずに出し入れできます。人が押して上るなら 1/6〜1/8 程度の勾配でも使われ、高さ18cmで 1/8 なら水平の長さ144cm、斜面に沿った板の長さは約145cmです。
板の長さ(斜面に沿った長さ)は水平の長さより少し長くなるので、材料を買う前にこのページの「斜面に沿った長さ」で確かめてください。バイクのように重い車体では、板の強度と滑り止めも重要です。
高齢の犬や猫、脚の短い犬種は、ソファやベッド、車の荷室への飛び乗り・飛び降りで関節を傷めることがあります。高さ45cmのソファに勾配 1/3(約18.4°)のスロープを付けるなら、水平の長さは \(45 \times 3 = 135\) cm、板の長さは約142cmです。
動物によって上れる勾配は違い、小型犬や高齢の動物ほど緩い勾配が向いています。同じ段差でも「どこまで長くできるか」と「どこまで急でも上ってくれるか」の間で、勾配の分母を変えながら長さを試算して決めることになります。
「水平の長さと段差の高さから板の長さを求める」計算は、中学3年で習う三平方の定理そのものです。「勾配 1/12 は何度か」を求める計算は、高校で習う三角比 \(\tan\) を逆向きに使う計算(逆三角関数 \(\arctan\))で、その最も身近な出番の一つです。
教科書の公式が、玄関のスロープや荷物の搬入という実物の寸法につながっていることを確かめてみてください。
式と図
用語・記号の解説
記号
| \(h\) | エイチ | 段差の高さ(高低差)。height(高さ)の頭文字です。玄関ポーチと地面の高さの差、敷居の高さなど、スロープで解消したい高さの差にあたります。 |
| \(n\) | エヌ | 勾配を分数 \(1/n\) で表したときの分母。「水平に \(n\) 進むと1上がる」勾配で、\(n = L \div h\) です(1/12 なら \(n = 12\))。\(n\) が大きいほど緩やかです。 |
| \(L\) | エル | 水平の長さ。このページでは length(長さ)の頭文字を使っています。スロープを真上から見たときの、段差の縁から先端までの長さで、\(L = h \times n\) です。 |
| \(s\) | エス | 斜面に沿った長さ(実長)。このページでは slope(斜面)の頭文字を使っています。スロープの板や路面そのものの長さで、\(s = \sqrt{L^{2} + h^{2}}\) で求めます。 |
| \(i\) | アイ | 勾配(段差の高さ ÷ 水平の長さ)。英語で勾配を意味する inclination(傾き)の頭文字に由来するといわれます。\(i = 1/n\) で、単位のないただの数です。 |
| \(p\) | ピー | パーセント勾配。percent の頭文字です。\(p = h \div L \times 100\) で、「水平に100進むと \(p\) 上がる」ことを表します(1/12 なら約8.33%)。 |
| \(\theta\) | シータ | 水平面に対するスロープの角度(傾斜角)。ギリシャ文字のシータで、角度を表す文字としてよく使われます。\(\theta = \arctan(h \div L)\) で求めます(1/12 なら約4.76°)。 |
| \(T\) | ティー | 踊り場を含めた総延長。total(合計)の頭文字です。\(T = L + d \times m\) で、スロープ全体が占める水平の長さです。 |
| \(d\) | ディー | 踊り場1か所の長さ。このページでは踊り場(landing)の奥行(depth)の頭文字を使っています。 |
| \(m\) | エム | 踊り場の数。このページでは個数を表す文字として使っています(長さの単位のメートル m とは別物です)。 |
| \(w\) | ダブリュー | スロープの幅。width(幅)の頭文字です。面積 \(A = s \times w\) の計算に使います。 |
| \(A\) | エー | スロープの面積。area(面積)の頭文字です。斜面に沿った長さ × 幅で求めます。 |
| \(C\) | シー | 概算費用。cost(費用)の頭文字です。斜面に沿った長さ(または面積)× 単価で求めます。 |
| \(u\) | ユー | 単価。unit price(単価)の頭文字です。1mあたり、または1m²あたりの金額を入れます。 |
| \(\tan\) | タンジェント | 正接。直角三角形の「高さ ÷ 底辺」の値で、tangent(接線)の略です。勾配 \(i\) は \(\tan\theta\) そのものです。 |
| \(\arctan\) | アークタンジェント タンジェントインバース(\(\tan^{-1}\)) | 逆正接。「\(\tan\) の値がこれになる角度」を返す計算で、\(\tan^{-1}\) とも書きます。勾配から角度を求めるときに使います。 |
| \(\sqrt{\ }\) | ルート | 平方根。「2乗するとその数になる正の数」を表します。三平方の定理で斜面に沿った長さを求めるときに使います(例:\(\sqrt{25} = 5\))。 |
| \(\fallingdotseq\) | ほぼ等しい | 「およそ等しい」を表す記号。平方根や \(\arctan\) の結果のように割り切れない値を、小数で丸めて書くときに使います。 |
用語
| スロープ | スロープ | 段差を階段ではなく傾いた面(坂)でつなぐもの。車いす・ベビーカー・台車・自転車などが段差を越えるために設けます。勾配が緩いほど楽に上れますが、そのぶん長い場所が要ります。 |
| 段差 | だんさ | 床や地面の高さの違い。玄関ポーチと地面、部屋と廊下の敷居、道路と店の入口などの高低差で、このページではその高さを \(h\) と書きます。段が何段もあるときは、一番下から一番上までの高さの合計が段差の高さです。 |
| 勾配 | こうばい | 水平に進んだ長さに対して、どれだけ上がる(下がる)かの割合。段差の高さ ÷ 水平の長さで求めます。スロープでは 1/12・1/15 のような分数で表すのが慣例で、同じ勾配をパーセント(%)や角度(°)で表すこともあります。 |
| 分数勾配 | ぶんすうこうばい | 「水平に \(n\) 進むと1上がる」勾配を \(1/n\) と書く表記。スロープの「1/12」、排水管の「1/100」のように使います。\(n\) が大きいほど緩い勾配で、必要な水平の長さは段差の高さの \(n\) 倍になります。 |
| パーセント勾配 | パーセントこうばい | 「水平に100進むと何上がるか」で勾配を表す言い方。段差の高さ ÷ 水平の長さ × 100 で求めます。1/12 は約8.33%、1/8 は12.5%です。 |
| 傾斜角 | けいしゃかく | 水平面に対する斜面の角度。勾配を角度(°)で表したもので、\(\arctan\) で求めます。パーセント勾配と角度は比例しません(10%は約5.7°ですが、100%は45°です)。 |
| 水平の長さ (水平距離) |
すいへいのながさ(すいへいきょり) | スロープを真上から見たときの、段差の縁から先端までの長さ。図面では「水平距離」「水平投影長さ」ともいいます。敷地や通路の「どれだけの場所を使うか」はこの長さで決まります。斜面に沿った長さより必ず短くなります。 |
| 斜面に沿った長さ (実長) |
しゃめんにそったながさ(じっちょう) | スロープの板や路面そのものの長さ。図面や材料の拾い出しでは「実長」「斜長」ともいいます。材料として実際に必要になる長さはこちらで、水平の長さと段差の高さから三平方の定理で求めます。 |
| 踊り場 | おどりば | スロープや階段の途中・折り返しに設ける水平な部分。休憩したり向きを変えたりするために設けます。高さが変わらないので勾配の計算には含めず、総延長を出すときに水平の長さへ足します。 |
| 段差解消スロープ | だんさかいしょうスロープ | 玄関の上がり口や敷居、店の入口などの段差に置くだけで使える既製のスロープ。樹脂・ゴム・アルミ製などがあり、段差の高さごとに奥行(設置したときの水平の長さ)が決まっています。奥行 ÷ 段差の高さが、その製品の勾配の分母です。 |
| バリアフリー | バリアフリー | 高齢者や車いすの人などが移動しやすいように、段差などの障壁(バリア)を取り除くこと。段差をスロープに置き換えるのはその代表的な方法で、勾配が緩いほど自力で上りやすくなります。 |
| 自走 | じそう | 車いすに乗っている人が、介助者の手を借りずに自分の腕で車輪を回して進むこと。自走では介助者が押す場合より緩い勾配が必要になるため、目安の勾配を選ぶときの基準になります。 |
| 三平方の定理 | さんへいほうのていり | 直角三角形で「底辺の2乗 + 高さの2乗 = 斜辺の2乗」が成り立つという定理。ピタゴラスの定理ともいいます。水平の長さと段差の高さから斜面に沿った長さを求めるときに使います。 |
| 逆正接 | ぎゃくせいせつ | \(\tan\) の逆の計算(\(\arctan\))。「\(\tan\) の値がこれになる角度は何度か」を返します。関数電卓では \(\tan^{-1}\) キー、Excel では ATAN 関数です。 |
| 単価 | たんか | 1mあたり・1m²あたりなど、ひとまとまりの量あたりの金額。このページでは材料費や工事費の単価を任意で入れると、斜面に沿った長さや面積に掛けて概算費用を出します。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
つまずいたら、この表の内容に戻って復習するのが近道です。
| 割合と百分率(小学5年) |
|
| 分数と逆数(小学5〜6年) |
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| 長さの単位の換算(小学2〜3年) |
|
| 平方根(中学3年) |
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| 直角三角形と三平方の定理(中学3年) |
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| 三角比 tan と逆三角関数(高校 数学I。逆三角関数は発展的な内容) |
|
Excelで計算する方法
| 段差の高さ h(cm) | 15 |
| 勾配の分母 n(勾配 1/n) | 12 |
| 必要な水平の長さ L(cm) | =B1*B2 |
| 段差の高さ h(cm) | 15 |
| 水平の長さ L(cm) | 180 |
| 斜面に沿った長さ s(cm) | =SQRT(B2^2+B1^2) |
| 段差の高さ h(cm) | 20 |
| 水平の長さ L(cm) | 200 |
| 勾配の分母 n(勾配 1/n) | =B2/B1 |
| パーセント勾配 p(%) | =B1/B2*100 |
| 角度 θ(°) | =DEGREES(ATAN(B1/B2)) |
| 必要な水平の長さ L(cm) | 720 |
| 踊り場1か所の長さ d(cm) | 150 |
| 踊り場の数 m | 1 |
| 総延長 T(cm) | =B1+B2*B3 |
| 斜面に沿った長さ s(m) | 1.806 |
| スロープの幅 w(m) | 0.9 |
| 面積 A(m²) | =B1*B2 |
| 単価 u(円・1mあたり) | 10000 |
| 概算費用 C(円) | =B1*B4 |
1つ目の表のB3は180、2つ目の表のB3は約180.6、3つ目の表のB3〜B5は10・10・約5.71、4つ目の表のB4は870、5つ目の表のB3は約1.63、B5は18060になります。
「SQRT」は平方根、「^2」は2乗です。「ATAN」は逆正接(arctan)を求める関数で、答えがラジアンという単位で返ってくるため、「DEGREES」で度に直しています。
5つ目の表で単価を「1m²あたり」にするときは、B5の式を「=B3*B4」に変えてください。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 段差の高さ h(cm) | 15 |
| 勾配の分母 n(勾配 1/n) | 12 |
| 必要な水平の長さ L(cm) | =B1*B2 |
| 段差の高さ h(cm) | 15 |
| 水平の長さ L(cm) | 180 |
| 斜面に沿った長さ s(cm) | =SQRT(B2^2+B1^2) |
| 段差の高さ h(cm) | 20 |
| 水平の長さ L(cm) | 200 |
| 勾配の分母 n(勾配 1/n) | =B2/B1 |
| パーセント勾配 p(%) | =B1/B2*100 |
| 角度 θ(°) | =DEGREES(ATAN(B1/B2)) |
| 必要な水平の長さ L(cm) | 720 |
| 踊り場1か所の長さ d(cm) | 150 |
| 踊り場の数 m | 1 |
| 総延長 T(cm) | =B1+B2*B3 |
| 斜面に沿った長さ s(m) | 1.806 |
| スロープの幅 w(m) | 0.9 |
| 面積 A(m²) | =B1*B2 |
| 単価 u(円・1mあたり) | 10000 |
| 概算費用 C(円) | =B1*B4 |
Pythonで計算する方法
import math
rise = 15 # 段差の高さ h(cm)
denominator = 12 # 勾配の分母 n(勾配 1/n)
run = rise * denominator # 必要な水平の長さ L(cm)
slope = math.sqrt(run ** 2 + rise ** 2) # 斜面に沿った長さ s(cm)
percent = rise / run * 100 # パーセント勾配(%)
angle_deg = math.degrees(math.atan(rise / run)) # 角度(°)。atan の答えはラジアンなので度に直す
print(f"必要な水平の長さ: {run:.1f} cm")
print(f"斜面に沿った長さ: {slope:.1f} cm")
print(f"勾配: 1/{denominator} = {percent:.2f} % = {angle_deg:.2f} °")
# 逆に、確保できる水平の長さから実際の勾配を求め、目安(1/12)と比べる
rise2 = 20 # 段差の高さ(cm)
available_run = 200 # 確保できる水平の長さ(cm)
actual_n = available_run / rise2
target_n = 12
needed_run = rise2 * target_n
print(f"実際の勾配: 1/{actual_n:.1f}(目安 1/{target_n} に必要な長さは {needed_run:.1f} cm、差は {available_run - needed_run:.1f} cm。マイナスなら不足)")
# 踊り場を含めた総延長
landing_len = 150 # 踊り場1か所の長さ(cm)
landing_count = 1 # 踊り場の数
total = 720 + landing_len * landing_count
print(f"踊り場を含めた総延長: {total:.1f} cm")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
L = h × n
L = h\,n
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi>
<mo>=</mo>
<mi>h</mi>
<mo>⁢</mo>
<mi>n</mi>
</mrow>
</math>
L = h n
h*n
L := h*n;
L = h*n;
L = hn
s = √(L² + h²), L = √(s² − h²)
s = \sqrt{L^{2} + h^{2}},\quad L = \sqrt{s^{2} - h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>s</mi><mo>=</mo>
<msqrt><msup><mi>L</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup></msqrt>
<mo>,</mo>
<mi>L</mi><mo>=</mo>
<msqrt><msup><mi>s</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup></msqrt>
</mrow>
</math>
s = sqrt(L^2 + h^2), L = sqrt(s^2 - h^2)
{Sqrt[L^2 + h^2], Sqrt[s^2 - h^2]}
s := sqrt(L^2 + h^2); L := sqrt(s^2 - h^2);
s = sqrt(L^2 + h^2); L = sqrt(s^2 - h^2);
s = √(L^2 + h^2), L = √(s^2 − h^2)
n = L ÷ h, p = h ÷ L × 100, θ = arctan(h ÷ L)
n = \frac{L}{h},\quad p = \frac{h}{L} \times 100,\quad \theta = \arctan\frac{h}{L}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>n</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>L</mi><mi>h</mi></mfrac>
<mo>,</mo>
<mi>p</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>h</mi><mi>L</mi></mfrac><mo>×</mo><mn>100</mn>
<mo>,</mo>
<mi>θ</mi><mo>=</mo><mi>arctan</mi><mo>⁡</mo><mfrac><mi>h</mi><mi>L</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
n = L / h, p = h / L * 100, theta = arctan(h / L)
{L/h, h/L*100, ArcTan[h/L]*180/Pi}
n := L/h; p := h/L*100; theta := arctan(h/L)*180/Pi;
n = L/h; p = h/L*100; theta = atand(h/L);
n = L/h, p = h/L × 100, θ = tan^(-1)(h/L)
T = L + d × m
T = L + d\,m
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>T</mi><mo>=</mo><mi>L</mi><mo>+</mo><mi>d</mi><mo>⁢</mo><mi>m</mi>
</mrow>
</math>
T = L + d m
L + d*m
T := L + d*m;
T = L + d*m;
T = L + dm
A = s × w, C = s × u(または A × u)
A = s\,w,\quad C = s\,u\ (\text{または}\ A\,u)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>A</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mo>⁢</mo><mi>w</mi>
<mo>,</mo>
<mi>C</mi><mo>=</mo><mi>s</mi><mo>⁢</mo><mi>u</mi>
</mrow>
</math>
A = s w, C = s u
{s*w, s*u}
A := s*w; C := s*u;
A = s*w; C = s*u;
A = sw, C = su
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたはバリアフリー改修・外構工事の寸法計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 高さ15cmの段差にスロープを設けます。勾配は 1/12 にします。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. 必要な水平の長さ(段差の高さ × 勾配の分母) 2. 斜面に沿った長さ(三平方の定理) 3. この勾配のパーセント表記と角度(arctan を使い、ラジアンを度に直すこと) 4. もし水平の長さを150cmしか確保できない場合の実際の勾配(分数 1/n の n)と、1/12 に必要な長さとの差 計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
