| 【発明の名称】 |
握力計 |
| 【発明者】 |
【氏名】樫村 観
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| 【要約】 |
【課題】正確に測定でき、かつ表示が見やすい握力計を提供すること。
【解決手段】握力計の外形を画定する握力計本体１と、これに配した、握力測定用握り部２の一部を構成する不動握り部２ａと、不動握り部２ａとともに握力測定用握り部２を構成する可動握り部２ｂと、不動握り部２ａと可動握り部２ｂとの間に配してその間の距離を拡開させる方向に作用する圧縮バネ３、３、３と、可動握り部２ｂの不動握り部２ａ方向への移動距離を測定して対応する電気信号を発生する測定部４と、電気信号を処理して対応する握力信号その他を生成する信号処理部５と、握力信号にもとづく握力の値その他をディジタル表示する液晶表示器６とで構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 握力計の外形を画定する握力計本体であって、その一部に握力測定用握り部の不動握り部を構成した握力計本体と、上記不動握り部に平行に配する可動握り部であって、該不動握り部とともに握った際に該不動握り部との間の距離を短縮させる方向に移動させ得るように配した可動握り部と、前記不動握り部と前記可動握り部との間の距離を拡開させる方向に作用させるべく前記握力計本体中に配した弾性体と、前記握力計本体中に配した測定及び信号処理部であって、前記可動握り部の不動握り部方向への移動距離を測定し、該移動距離を対応する電気信号に変換して得ると共に、これを信号処理して握力信号を得、少なくとも該握力信号をディジタル表示するための信号を生成する測定及び信号処理部と、前記握力計本体の外面に配する表示部であって、前記測定及び信号処理部で生成された握力信号にもとづいて握力の値をディジタル表示する表示部とで構成した握力計。
【請求項２】 前記弾性体を、前記不動握り部と前記可動握り部との間に配した１以上の圧縮型弾性体に構成した請求項１の握力計。
【請求項３】 前記圧縮型弾性体を、圧縮コイルバネによって構成した請求項２の握力計。
【請求項４】 前記測定及び信号処理部を、前記可動握り部の移動に従って回転させられるポテンショメータと、これによって得られるアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、更にこれによって得られるディジタル移動距離信号を処理する演算部とで構成した請求項１、２又は３の握力計。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小形軽量で携帯性並びに操作性に優れた握力計に関する。
【０００２】
【従来の技術】四肢の動作が滞り無く行なわれることは、身体が健全である証左であるともいえる。下肢の運動機能に異常があれば歩行に困難が伴うことなり、直ちに日常生活に支障をきたす。そのため、下肢の状態は、歩行その他の運動状態を観察し、更に詳細には大腿骨、頚骨等の骨、股関節をはじめ膝や踝等の諸関節、大腿四頭筋や腓腹筋等の筋肉類、その他各種靭帯等に異常がないか否かの診断や検査が行なわれ、判定される。
【０００３】他方、上肢に於ける機能の異常が生じると、日常身の回りの生活が不自由となり、身体の健康状態の指標として医療面から重要な要素であることは上述の通りであるが、日常生活に於いても衣食住の全てに於いて不自由となる事態に至る。上肢も、肩や肘の関節、各種筋肉類及び靭帯類から構成されており、これらを総合的に検査・診断して異常の有無を判断する必要がある。しかし、上肢の機能が健全であるか否かについては、外観からもある程度把握可能である。また、主として筋肉の状態を判断する客観的な指標として、両手の握力を測定することが挙げられる。
【０００４】日本人の平均的握力は、成人男子では４０〜５０kg、成人女子では２４〜３０kg程度とされている。一説では、高齢者や加療中の患者の握力が１０〜１５kg程度まで低下すると、食事、着替え、入浴、排泄等の日常生活上不可欠な基本動作に対して介護が必要になるともいわれている。筋肉は継続的な運動によって強化され、あるいは少なくとも減退を大幅に遅延させ得る効果があり、懸垂、腕立て伏せ、ダンベル体操等の適当な運動を無理なく続けるよう推奨されている。
【０００５】しかしながら、筋肉を強化し、あるいは減退を食い止めるような運動は地道に継続する必要があり、短期間ではしかるべき効果を上げることはできない。このような地道な運動が長続きしない原因は、自他ともに認められる効果が現れ難く、反面、疲労や苦痛を伴う運動は敬遠されがちなためである。このような事情から日常簡易に握力を測定することができて、筋力が僅かでも向上しているか、少なくとも減退はしていないことが確かめられれば、大きな張合いとなって運動も継続し易くなる。
【０００６】握力計は、従来から広く使用されているスメドレー式握力計をはじめ、各種のタイプのものが存在する。スメドレー式握力計は、外側フレーム内にあって引っ張りバネによりフレームから離反するように付勢されている把持部を有しており、この把持部が片手で強く握り込まれた際に、把持部に連結された可動部が掌の親指付け根に接する部分方向に運動する距離の大小を歯車に連係された指針により読み取るものである。このような本格的な握力計は形状も大きく重量も嵩み、健康診断や体力測定その他の医学的見地からの測定には有用であるが、家庭や養護施設等での日常生活上、手軽に握力測定を行う用途には適していない。
【０００７】ところで、中高年の健康作りに、いわゆる有酸素運動が有効であるとして広く推奨されているが、抵抗性運動も有効であることが実験的に明らかにされてきた。このため、ダンベルや弾性チューブ等の補助具を用いたエアロビックレジスタンス運動が有効である。このような運動を継続的に実施することにより、体重や体脂肪を低下させることができ、更に筋力の指標である握力の強化にも有効であるとされている。したがって、このような運動の成果を確認するためにも簡易に握力が測定できることが望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のような従来技術の問題点を解消し、正確に測定でき、かつ表示が見やすく、更に、小形軽量で携帯も容易であり、時及び場所の制約を受けることなく握力の測定が可能である握力計を提供することを解決の課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の１は、握力計の外形を画定する握力計本体であって、その一部に握力測定用握り部の不動握り部を構成した握力計本体と、上記不動握り部に平行に配する可動握り部であって、該不動握り部とともに握った際に該不動握り部との間の距離を短縮させる方向に移動させ得るように配した可動握り部と、前記不動握り部と前記可動握り部との間の距離を拡開させる方向に作用させるべく前記握力計本体中に配した弾性体と、前記握力計本体中に配した測定及び信号処理部であって、前記可動握り部の不動握り部方向への移動距離を測定し、該移動距離を対応する電気信号に変換して得ると共に、これを信号処理して握力信号を得、少なくとも該握力信号をディジタル表示するための信号を生成する測定及び信号処理部と、前記握力計本体の外面に配する表示部であって、前記測定及び信号処理部で生成された握力信号にもとづいて握力の値をディジタル表示する表示部とで構成した握力計である。
【００１０】本発明の２は、本発明の１の握力計に於いて、前記弾性体を、前記不動握り部と前記可動握り部との間に配した１以上の圧縮型弾性体に構成した握力計である。
【００１１】本発明の３は、本発明の２の握力計に於いて、前記圧縮型弾性体を、圧縮コイルバネによって構成した握力計である。
【００１２】本発明の４は、本発明の１、２又は３の握力計に於いて、前記測定及び信号処理部を、前記可動握り部の移動に従って回転させられるポテンショメータと、これによって得られるアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、更にこれによって得られるディジタル移動距離信号を処理する演算部とで構成した握力計である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、一部に握力測定用握り部の不動握り部を構成した握力計本体と、上記不動握り部とともに握力測定用握り部を構成する可動握り部と、前記不動握り部と前記可動握り部との間の距離を拡開させる方向に作用する弾性体と、前記可動握り部の不動握り部方向への移動距離を測定してこれに対応する握力信号を生成する測定及び信号処理部と、上記握力信号にもとづいて握力の値をディジタル表示する表示部とで構成した握力計である。
【００１４】前記握力計本体は、握力計の外形を画定するものであり、その一部に、既述のように、握力測定用握り部の不動握り部を構成したものである。上記不動握り部は、たとえば、前記握力計本体の一辺に構成することができる。該辺の両端から相互に平行に腕片を延長し、それらの両腕片の先端間を繋ぐ形態に構成することができる。あるいは、前記握力計本体に該辺に沿って開口部を形成し、該辺側に残った部位を不動握り部とすることもできる。このような不動握り部は、内側又は外側に開口する断面Ｕ字形に形成するのが適当である。なお上記開口部又は上記両腕片間の空間は、ここに形成される不動握り部及び可動握り部を握るために手指を挿入する充分な広さを有する必要がある。
【００１５】前記可動握り部は、既述のように、前記不動握り部に組み合わせるもので、これに平行に配し、かつ該不動握り部との間の距離を伸縮させる方向に移動させ得るように配する。これらで前記握力測定用握り部を構成するものであるから、両者の最大間隔は、これによって握力を測定する者が、両者を同時に握るのに適当な最大間隔とする。前記不動握り部を内側又は外側に開口する断面Ｕ字形に形成した場合には、前記可動握り部は、該不動握り部の開口する側、即ち、内側に開口する場合は内側に、外側に開口する場合は外側に配するものとする。
【００１６】前記弾性体は、前記可動握り部と前記不動握り部との距離を拡開させる方向に作用するものであれば特定の構成に限定されない。自由に種々の構成を採用することができる。たとえば、前記弾性体は、前記不動握り部と前記可動握り部との間に配した１以上の圧縮型弾性体に構成することができる。また上記のような圧縮型弾性体は圧縮コイルバネによって構成することができる。なおこれらの弾性体の、これに加えられる加圧力（握力）とそれによって生じる変形量との関係はできるだけ直線性の良いものが適当であり、かつ使用対象者の握力範囲に適合する弾力性のそれを選択するべきである。
【００１７】前記測定及び信号処理部は、前記可動握り部の不動握り部方向への移動距離を測定し、該移動距離を対応する電気信号に変換する測定部と、得られた電気信号を処理して握力信号を得、該握力信号をディジタル表示するための信号を生成する信号処理部とで構成することができる。
【００１８】前記測定部は、前記可動握り部の移動、即ち、直線運動を回転運動に変換してポテンショメータの回転軸に伝え、これによって該可動握り部の移動距離に比例する電気信号、たとえば、比例する電圧の値を得ることができるようにする。
【００１９】前記信号処理部は、前記測定部で得た電気信号、たとえば、上記のような可動握り部の移動距離に比例する電圧の値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、これによってディジタル化された移動距離信号を処理する演算部とで構成することができる。該演算部では、上記移動距離信号に所定の係数を乗じて握力信号を取得する。該演算部では、前記弾性体に於ける加圧力とこれに基づく変形量の直線性が充分でない場合は、併せて、これを補正すべく計算処理するように構成すべきである。
【００２０】その外、該演算部では、リセット後、次のリセットまでに行われた握力測定に於ける測定値を順次比較して常に大きな方の値を保持するように構成し、その間の最高測定値を保持していつでも参照できるようにすることもできる。
【００２１】前記表示部は、既述のように、前記演算部で得られた握力信号を表示するものであり、液晶表示器等によりこれを構成することができる。
【００２２】したがって本発明の握力計によれば、これを用いて握力を測定する場合は、一般の握力計と同様に、握力測定用握り部を掴んで握り締めれば良い。最大握力を測定するのであるから全力で握り締めるべきものである。こうすると、握力測定用握り部の可動握り部が前記弾性体に抗して不動握り部側に移動することとなる。可動握り部の移動距離は、前記弾性体として、加圧力とこれによる変形量との関係が直線的な比例関係にあるものが選択してあれば、握力に比例したものとなり、この移動距離は、前記測定及び信号処理部で測定され、かつ信号処理されて握力の値が生成され、これが前記表示部でディジタル表示されることとなる。
【００２３】それ故、本発明の握力計によれば、握力が表示部にディジタル表示され、非常に見やすいものとなる。前記測定及び信号処理部で、所望の種々の処理を行うことができるので、連続して行われる各回の測定値をグラフ化して表示したり、複数回の握力測定に於ける最高値を保持して置き、いつでもそれを参照することができるようにしたり、複数人の測定握力の平均値を算出したり、自由な信号処理を行い、これを表示部で表示するように構成することができる。
【００２４】
【実施例】以下、添付図を参照しつつ本発明の実施例を開示する。図１は一実施例の握力計の部分破断正面図、図２は一実施例の握力計の測定部、信号処理部及び表示部を示すブロック回路図、図３はポテンショメータを用いた測定部の電気回路である。
【００２５】図１に示すように、この実施例の握力計は、握力計の外形を画定する握力計本体１と、該握力計本体１に配した、握力測定用握り部２の一部を構成する不動握り部２ａと、上記不動握り部２ａとともに握力測定用握り部２を構成する可動握り部２ｂと、上記不動握り部２ａと上記可動握り部２ｂとの間に配してその間の距離を拡開させる方向に作用する圧縮バネ３、３、３と、上記可動握り部２ｂの不動握り部２ａ方向への移動距離を測定してこれに対応する電気信号を発生する測定部４と、該電気信号を処理してこれに対応する握力信号その他を生成する信号処理部５と、上記握力信号にもとづく握力の値その他をディジタル表示する液晶表示器６とで構成する。
【００２６】前記握力計本体１は、先に述べ、かつ図１に示すように、握力計の外形を画定し、更に、云うまでもなく、握力計を構成する他の要素をこれに組み込むための収納空間及び取付面を有するものである。
【００２７】前記不動握り部２ａは、図１に示すように、前記握力計本体１の下部に構成する。即ち、該握力計本体１の下部に正面から見てほぼ長方形の開口部７を形成し、その開口部７の下辺を該不動握り部２ａとし、両側辺の内側を前記可動握り部２ｂ用のガイド部８、８とする。なお該不動握り部２ａは、その縦断面をＵ字形に形成し、かつ前記ガイド部８、８は、その横断面をコ字形又は逆コ字形に形成する。
【００２８】前記可動握り部２ｂは、図１に示すように、前記不動握り部２ａの上部側、即ち、前記開口部７側で、その下部側が僅かに前記Ｕ字形の空間内に入り込むように配置し、その両側に立ち上げた摺動片２ｂ１、２ｂ１をそれぞれ両側のガイド部８、８に昇降スライド自在に嵌め込むものとする。
【００２９】前記圧縮バネ３、３、３として、この実施例では、圧縮コイルバネを採用し、前記不動握り部２ａ中の断面Ｕ字形の空間内にこれらの圧縮バネ３、３、３を等間隔で配置し、その上方に配した前記可動握り部２ｂを上方に押し上げる方向に作用力を生じさせる。また該圧縮バネ３、３、３はこれらに加えられる加圧力とその圧縮変化量とが直線的な比例関係にあるものを採用する。
【００３０】しかして前記開口部７から手指を差し込んで前記可動握り部２ｂと前記不動握り部２ａとを同時に掴んで、前者を後者の方に握り寄せるように力を込めると、該可動握り部２ｂが、その握力に応じて前記不動握り部２ａ側に移動することとなる。この移動は、その両側の摺動片２ｂ１、２ｂ１が前記開口部７の両側のガイド部８、８をスライド移動することによりスムーズに行われる。手の力を緩めれば、云うまでもなく、該可動握り部２ｂは、前記圧縮バネ３、３、３の作用力により、前記不動握り部２ａから離れる方向に移動し、元の位置に復帰する。
【００３１】前記測定部４は、図１に示すように、前記可動握り部２ｂの左側の摺動片２ｂ１の端部に伝達索体９の一端を結合し、他端側を上方に延長すると共に、その途中を握力計本体１の上部側に配設したポテンショメータ１０と同軸に設けたプーリ１１に掛け渡し、他端を更に延長した先に固定した伸縮吸収体１２の一端に結合して構成した可変抵抗部と後記抵抗器ｒとで構成する。該伸縮吸収体１２の他端は前記握力計本体１の側部に固着する。
【００３２】上記伝達索体９としては、この実施例では伸縮性の殆どないワイヤを採用し、かつ上記伸縮吸収体１２としては、引っ張りコイルバネを採用し、これによって上記伝達索体９の運動を吸収するようにしたものである。
【００３３】また前記ポテンショメータ１０としては、回転型の可変抵抗器を採用し、図３に示すように、これを他の抵抗器ｒと直列に接続して定電圧をかけ、ポテンショメータ１０である可変抵抗器とアース間の間の電圧を取り出すこととしたので、上記可変抵抗器の抵抗値の変化を電圧の変化として取り出すことができることとなる。
【００３４】なおこの抵抗値の変化は、前記可動握り部２ｂの移動距離を前記伝達索体９及び前記プーリ１１を介して回転運動に変換して受け取ったことに起因するものであり、該可動握り部２ｂの移動距離に比例して生じるものである。即ち、前記ポテンショメータ１０に於いては、前記可動握り部２ｂの移動距離が、これに比例する電圧の値として取り出されることとなる。また前記圧縮バネ３、３、３として、これに加えられる加圧力とその圧縮変化量とが直線的な比例関係にあるものを採用したので、前記可動握り部２ｂの移動距離はこれに加えられる加圧力、即ち、握力の値に比例することとなる。
【００３５】前記信号処理部５は、図２に示すように、前記測定部４で得られた信号、即ち、前記可動握り部２ｂの握力による移動距離に比例する電圧の値を適当なサンプリング周波数でサンプリングした上で、順次その電圧サンプルを受け取ってこれをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５ａと、その電圧の値を示すディジタル信号を受け取って、順次、受け取った値と保持されている値との大小を比較し、大きい方の値に対して所定の係数を乗じて握力の値を生成させ、リセット信号が入力されるまでこれをその記憶部で保持する演算部５ｂとで構成したものである。
【００３６】なお上記演算部５ｂは、更に、前記液晶表示器６を、前記測定部４からの出力が生じるとすぐに表示を開始させ、該測定部４からの出力がなくなった瞬間から３０秒が経過すると、表示を停止させるように制御する。また上記演算部５ｂには、測定開始スイッチ５ｃ及びリセットスイッチ５ｄを接続し、前者の開始信号の入力でこの握力計の動作を開始させ、後者のリセット信号の入力で該演算部５ｂで保持しているそれまでの最高握力の値をクリアするようにする。上記測定開始スイッチ５ｃ及びリセットスイッチ５ｄは、図１に示すように、それぞれ握力計本体１の正面上部の右側に配置する。
【００３７】前記液晶表示器６は、前記演算部５ｂが保持する最高握力の値を表示するもので、図１に示すように、握力計本体１の正面上部に配置してある。
【００３８】なお図２中、１３は回路を駆動する電源であり、この実施例では小形のボタン電池を採用した。
【００３９】したがってこの実施例の握力計によれば、簡明な構成で、正確に、各回の握力測定に於ける最高握力の値を液晶表示器６で表示することができる。
【００４０】まず測定開始スイッチ５ｃをオンとし、この握力計の動作を開始させ、次いで、前記開口部７から握力の測定を行う側の手指を挿入し、握力測定用握り部２を構成する不動握り部２ａと可動握り部２ｂとを同時に握る。そして最大限の力をかけて握り締めると、上記可動握り部２ｂが前記圧縮バネ３、３、３に抗して不動握り部２ａ側に、その加圧力に比例して移動する。
【００４１】上記のように可動握り部２ｂが移動すると、この移動によって前記伝達索体９が伸縮吸収体１２側に移動するとともに、これにその移動分が吸収され、かつその途中に配したプーリ１１を介して前記ポテンショメータ１０を回転させる。該ポテンショメータ１０の回転量は、当然、前記可動握り部２ｂの移動量に比例するものとなり、その結果として、このポテンショメータ１０を配した測定部４の出力電圧は、前記可動握り部２ｂの移動量に比例して変化したものとなる。即ち、上記出力電圧は、前記握力測定用握り部２に於ける加圧力に比例して変化したものである。
【００４２】こうして前記測定部４から出力された電圧は、前記信号処理部５に入力され、ここで所定の周波数でサンプリングされ、順次、Ａ／Ｄ変換器５ａでＡ／Ｄ変換され、次の演算部５ｂに入力される。該演算部５ｂでは、前記電圧の値を示すディジタル信号を受け取って、順次、受け取った値と保持されている値との大小を比較し、大きい方の値に対して所定の係数を乗じて握力の値を生成させ、これをその記憶部で保持する。この握力の値は、リセット信号が入力されるまで保持される。
【００４３】上記演算部５ｂの記憶部で保持されている握力の値は、前記液晶表示器６で表示され、握力を測定した者はこれを見て自己の握力の値を知ることができる。
【００４４】再度、同様にして握力を測定すると、既に、前回の最高握力の値が前記演算部５ｂの記憶部に保持されているので、それと、前記のように、比較が行われ、それより高い値が出た場合のみ、前記液晶表示器６の表示する値が変化することとなる。高い値が出なければ、前回の値が表示されたままになる。したがって複数回繰り返して測定を行った場合は、その最高値を表示することができることとなる。
【００４５】もし各回毎の結果を知りたい場合は、各回毎にリセットスイッチ５ｄを操作して、各回のデータをクリアしておく必要がある。これは他者が、次に使用する場合も同様である。
【００４６】
【発明の効果】したがって本発明の１の握力計によれば、簡易な構成で、正確に握力を測定し得、その値を表示部でディジタル表示により確認することができるため、非常に見やすいものとなる。また前記測定及び信号処理部で、所望の種々の処理を行うことができるので、連続して行われる各回の測定値をグラフ化して表示したり、複数回の握力測定に於ける最高値を保持して、いつでもそれを表示することができるようにしたり、複数人の測定握力の平均値を算出したり、自由な信号処理を行い、これを表示部で表示するように構成することができる。
【００４７】本発明の２握力計によれば、前記弾性体を、前記不動握り部と前記可動握り部との間に配した１以上の圧縮型弾性体に構成したため、握力測定用握り部の構成を簡明にすることができ、かつ加圧力と変形量の直線性に優れたものを容易に選択できるものである。
【００４８】本発明の３の握力計によれば、前記圧縮型弾性体を圧縮コイルバネによって構成したため、本発明の２と同様に、極めて簡単に握力測定用握り部を構成し得、かつ圧縮コイルバネとして加圧力とその変形量との直線性に優れたものを容易に選択できるものである。
【００４９】本発明の４の握力計によれば、前記測定及び信号処理部を、前記可動握り部の移動に従って回転させられるポテンショメータと、これによって得られるアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、更にこれによって得られるディジタル移動距離信号を処理する演算部とで構成したため、正確な握力測定が行え、更に信号処理が自在に行えるので、既述のように、得られた握力の値を様々に加工して、表示部で表示することができる。
【００５０】更に得られるデータが、ディジタル化したものであり、パーソナルコンピュータその他の情報処理手段に転送し、印字、記憶、経過観察等の処理を行うことも可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９７０８６０３６
【氏名又は名称】株式会社 天王製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年６月９日（２０００．６．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８８７９
【弁理士】
【氏名又は名称】木幡 行雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３４６７８５（Ｐ２００１−３４６７８５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月１８日（２００１．１２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７２９０８（Ｐ２０００−１７２９０８） |
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