JP2528299Y2 - 床反力計の支持構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、計測中に変形または振動を起す可能性のあ
る支持板上に床反力計を取付ける構造、詳しくは、該変
形および振動による悪影響を取り除いて、床反力計を用
いた精密な計測を行うための機構に関する。

［従来の技術］ 本願出願人は、先に特願平１−216840号（特開平３−
80832号）の「動的平衡機能訓練装置」において、床反
力計を用いた機能回復訓練（リハビリテーション）シス
テムを提案した。該システムは、踏み板上に患者を立た
せて、該踏み板に対して種々の傾斜角度と移動速度を与
えながら、患者の重心移動の様子を観察するもので、患
者の持つ平衡感覚および平衡維持機能に応じた適正な負
荷の訓練を可能としている。

第４図は、該訓練システムの機構部分の模式的な斜視
図である。

第４図において、土台Ｃ上には４個の軌道Ｌが設けら
れ、ベアリングＫを介して軌道Ｌに支持された外枠Ｊの
内側には、内枠Ｉが軸支され、内枠Ｉのさらに内側には
支持板Ａが軸支される。外枠Ｊ−内枠Ｉ間を連絡する回
動軸と、内枠Ｉ−支持板Ａ間を連絡する回動軸とは直角
に配置され、支持板Ａに対して自在な方向で自在な傾斜
角度を許すジンバル構造を形成している。支持板Ａの裏
面には、支持板Ａの傾斜角度を変更するための一対の伸
縮装置（図示しないボールネジ・シリンダ）が取付けら
れ、土台Ｃには、外枠Ｊを付勢して支持板Ａを含む軌道
Ｌ上の全体を水平移動させるためのモータＭが固定され
ている。

また、床反力計Ｂは、踏み板（上部プレート）と基板
（下部プレート）とを対向させて、四隅を感圧素子（ビ
ーム型ロードセル等）で支えたもので、４個×２台、計
８個の感圧素子がそれぞれ計測した荷重から踏み板上の
患者の重心位置を求めることができる。床反力計Ｂは、
支持板Ａの傾斜や移動に伴ってずれを起さないように、
支持板Ａ上に固定されている。

このように構成された機構を含む訓練システムにおい
て、支持板Ａが伸縮装置により駆動されて傾斜すると、
床反力計Ｂの踏み板面の傾斜角度が変化する。また、床
反力計Ｂを含むジンバル機構全体がモータＭにより駆動
されて前後方向に移動する。ここで、患者は、２台の床
反力計Ｂに左右の足をそれぞれ載せて直立を保ち、床反
力計Ｂの傾斜および前後の移動に耐えて平衡を保つ努力
を行う。このときの患者の重心移動の状況は前記感圧素
子の出力からリアルタイムに演算されて記録される。

従って、患者の持つ平衡感覚および平衡維持機能が正
確に把握され、これに応じた適正な床反力計Ｂの移動と
傾斜のプログラムを選択すれば、患者の機能回復を有効
かつ能率的に遂行できる。

［考案が解決しようとする課題］ 該訓練システムにおいては、患者の左右の足にかかる
荷重が正確かつ純粋な形で感圧素子の出力に反映される
ことが必要であるが、感圧素子は踏み板側から伝達され
る患者の体重と、基板側から伝達される振動やたわみ情
報とを等しく電気出力に変換するから、実際の感圧素子
の出力には、支持板のたわみ量や振動成分が重畳されて
おり、床反力計による重心位置計測の精度の向上を妨げ
ていた。

ここで、患者と床反力計を含む支持板の質量はジンバ
ル機構および伸縮装置が形成するばね定数で支持された
振動系を構成し、該振動系が前記傾斜角度の変更、
前記水平移動の駆動、患者の生理的振動によって加振
されると、共振状態を引き起して、患者の重心移動とは
無関係な感圧素子の出力変動を引き起こす。

また、このような共振状態を起さないように床反力計
および支持板の質量を減じて、この振動系の固有周波数
を人体の生理的振動（20Hz以下）よりも相当高い値に採
る試みがなされたが、質量を減じた支持板はたわみ振動
を起し易くなり、加えて、支持板の剛性が不足し、前記
、の駆動に伴って発生する支持板のたわみが増し
て、感圧素子により深刻な出力変動を引き起こすことが
判明した。

本考案は、支持板のたわみと振動が床反力計に直接に
は悪影響を与えないような支持構造を提供するもので、
床反力計による重心位置計測の精度の維持向上を目的と
する。

［課題を解決するための手段〕 本考案の請求項第１項の支持構造は、踏み板と基板と
の間に感圧素子を配置した床反力計を支持板上に取付け
る構造において、前記基板の下面と前記支持板の上面と
の間に少なくとも２個配置され、前記支持板に対する前
記基板の鉛直および平面方向の移動を妨げるが回動は妨
げない第１支持機構と、前記基板の下面と前記支持板の
上面との間に配置され、前記支持板に対する前記基板の
鉛直方向の移動を妨げるが、平面方向の移動および回動
は妨げない第２支持機構とを備えたものである。

本考案の請求項第２項の支持構造は、請求項第１項の
支持構造において、第１支持機構を基板の短辺方向に２
個配置し、第２支持機構を第１支持機構および感圧素子
から遠い位置に配置したものである。

本考案の請求項第３項の支持構造は、請求項第１項、
第２項いずれかの支持構造において、基板の平面振動の
減衰機構を踏み板と基板との間に配置したものである。

［作用］ 本考案の請求項第１項の支持構造では、従来は支持板
に単に固定されていた床反力計が、第１支持機構と第２
支持機構とによって鉛直方向に支持され、床反力計の平
面方向の移動および回転については、少なくとも２個の
第１支持機構によって拘束される。従って、第２支持機
構では支持板と床反力計の平面方向の相対移動（ずれ）
が可能となっている。従って、支持板の変形が床反力計
に直接には伝達されにくい。また、第２支持機構におけ
るずれによって、支持板側のたわみや伸縮量に加えて平
面方向の振動も吸収されるから、これらの外乱の影響が
軽減され、床反力計の出力における雑音成分が少なくて
済む。

本考案の請求項第２項の支持構造では、２個の第１支
持機構の間隔が短くて済むから、支持板の変形に伴って
２個の第１支持機構に発生する伸縮の影響、すなわち、
第１支持機構および基板にかかる負荷が小さくて済む。
また、第１支持機構および感圧素子から遠い位置に第２
支持機構を配置しているから、体重による床反力計自体
のたわみ量が抑制されるとともに、第２支持機構におけ
るずれに伴う振動の感圧素子に対する影響が軽減され
る。

本考案の請求項第３項の支持構造では、第１支持機構
を支点とした床反力計の平面振動を減衰機構を用いて減
衰させる。これにより該振動の感圧素子に対する影響を
軽減する。減衰機構としてはゴムや鉛の振動吸収材、粘
性の高いグリース、積層した摩擦板、スポンジの内部摩
擦を利用したもの等が採用できる。

［考案の実施例］ 本考案の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本考案の第１実施例の支持構造を模式的に
示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図であ
る。ここでは、その支持構造を明らかにするために、２
台の床反力計のうち右側のものを省略している。

第１図（ａ）、（ｂ）において、床反力計Ｂは、踏み
板Ｄと基板Ｅとを対向させて、四隅を感圧素子Ｆで支持
したもので、それぞれの感圧素子Ｆの出力から踏み板Ｂ
上の患者の重心位置を求めることができる。また、支持
板Ａには、２台の床反力計Ｂが第１支持部Ｐと第２支持
部Ｑと摩擦器Ｒとを用いて取付けられ、支持板Ａに対す
る基板Ｅの平面内の移動を拘束する第１支持部Ｐは床反
力計Ｂの中央の短辺方向に２個、平面内の移動を拘束し
ない第２支持部Ｑは床反力計Ｂの中央の長辺方向に２
個、それぞれ配置されている。摩擦器Ｒは基板Ｅと踏み
板Ｄとの間隔に配置される。

第２図は、本考案の第１実施例の支持構造の詳細を示
すもので、（ａ）は第１支持部、（ｂ）は第２支持部の
断面図である。

第２図（ａ）において、第１支持部Ｐは、床反力計Ｂ
の基板Ｅに埋め込まれた球座U2と、支持板Ａから突出さ
せた関節球部１とで構成され、関節球部U1の下部のネジ
部U3は、高さ調節可能に支持板Ａに螺合している。

第２図（ｂ）において、第２支持部Ｑは、支持板Ａに
ネジ部V3を螺合させて埋め込まれた球座V2に保持された
支持球V1の上に、単に床反力計Ｂの基板Ｅが載置された
構造である。

このように構成された第１実施例の支持構造では、第
１支持部Ｐと第２支持部とが鉛直方向の負荷を受け持
ち、２個の第１支持部Ｐが床反力計Ｂの平面方向の移動
および回転を拘束し、摩擦器Ｒが床反力計Ｂに発生する
平面振動を速やかに減衰させる。

第３図は、本考案の第２実施例の支持構造を模式的に
示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図であ
る。ここでは、その支持構造を明らかにするために、２
台の床反力計のうち右側のものを省略している。

第３図（ａ）、（ｂ）において、支持板Ａには、第１
実施例とは異なった配置で、第１支持部Ｐと第２支持部
Ｑとが設けられる。すなわち、支持板Ａに対する基板Ｅ
の平面内の移動を拘束する第１支持部Ｐは床反力計Ｂの
第３図中上側の感圧素子Ｆの内側に２個、平面内の移動
を拘束しない第２支持部Ｑは第３図中下側の感圧素子Ｆ
の中央に１個、それぞれ配置されている。第１支持部Ｐ
と第２支持部Ｑの構造の詳細および摩擦器Ｒは、第１実
施例と同じものである。

第２実施例では、第１支持部Ｐと第２支持部Ｑの高さ
調節が第１実施例よりも容易であるが、第１支持部Ｐが
第１実施例よりも感圧素子Ｆに近い分だけ、感圧素子の
出力は支持板Ａ側からの雑音成分に影響され易い。

［考案の効果］ 本考案の請求項第１項の支持構造では、第２支持機構
における相対移動によって、支持板側の平面内振動と支
持板の伸縮量とが吸収されて床反力計に伝達されないか
ら、これらの雑音成分を排除した精度の高い安定した床
反力計による測定が可能である。

本考案の請求項第２項の支持構造では、床反力計が支
持板上に広いスパンで安定に支持されることに加えて、
第２支持機構における相対移動から発生する雑音成分を
排除した精度の高い安定した床反力計による測定が可能
である。

本考案の請求項第３項の支持構造では、第１支持機構
を支点とした床反力計の平面振動による影響が除かれる
から、さらに精度の高い安定した床反力計による測定が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１実施例の支持構造を模式的に示
したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 第２図は、本考案の第１実施例の支持構造の詳細を示す
もので、（ａ）は第１支持部、（ｂ）は第２支持部の断
面図である 第３図は、本考案の第２実施例の支持構造を模式的に示
したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 第４図は、特願平１−216840号（特開平３−80832号）
の「動的平面機能訓練装置」の斜視図である。 ［主要部分の符号の説明］ Ａ…支持板、Ｂ…床反力計 Ｃ…土台、Ｄ…踏み板 Ｅ…基板、Ｆ…感圧素子 Ｉ…内枠、Ｊ…外枠 Ｋ…ベアリング、Ｌ…軌道 Ｍ…モータ、Ｐ…第１支持部 Ｑ…第２支持部、Ｒ…摩擦器

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】踏み板と基板との間に感圧素子を配置した
   床反力計を支持板上に取付ける構造において、 前記基板の下面と前記支持板の上面との間に少なくとも
   ２個配置され、前記支持板に対する前記基板の鉛直およ
   び平面方向の移動を妨げるが回動は防げない第１支持機
   構と、 前記基板の下面と前記支持板の上面との間に配置され、
   前記支持板に対する前記基板の鉛直方向の移動を妨げる
   が、平面方向の移動および回動は妨げない第２支持機構
   とを備えることを特徴とする床反力計の支持構造。
2. 【請求項２】請求項１項の支持構造において、 第１支持機構を前記基板の短辺方向に２個配置し、 第２支持機構を第１支持機構および前記感圧素子から遠
   い位置に配置した、ことを特徴とする床反力計の支持構
   造。
3. 【請求項３】請求項１項、第２項いずれかの支持構造に
   おいて、 前記基板の平面振動の減衰機構を、前記踏み板と前記基
   板との間に配置したことを特徴とする床反力計の支持構
   造。