JP4214216B2

JP4214216B2 - 高齢者擬似体験装具

Info

Publication number: JP4214216B2
Application number: JP33119799A
Authority: JP
Inventors: 健布田; 克志佐藤; 敏古瀬; 正男加藤; 利文岡戸
Original assignee: 独立行政法人建築研究所
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2019-11-22
Also published as: JP2001147635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高齢者擬似体験装具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高齢者の筋力低下に伴う不自由さを健康な若年齢者に擬似的に体験させるための高齢者擬似体験装具（インスタントシニアあるいはシニアシュミレータとも呼ばれる）が種々提案されている。従来の高齢者擬似体験装具にあっては、関節の動きに抵抗を与えるサポータ形式のものが多く（例えば特許第２７４２０４５号公報、特許第２８８０９４８号公報参照）、また歩行の不便さを疑似体験するために、スキーブーツのような形状とされて足首を固定する装具も提案されている（例えば特開平１０−１２３９２８号公報参照）。さらに、身体をほぼ全体的に覆う密着式のスーツの関節部に動作制限部を設けて、この動作制限部の制限度合いを変更するものも開示されているが（特開平１０−３４００３９号公報参照）、この動作制限部の具体的な構造は開示されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高齢者といっても、６５歳程度の比較的若年層に近い者から８０歳以上というように平均寿命を越える者まで相当な年齢幅があり、筋力等の低下度合いが相当に異なるものである。また、高齢者擬似体験装具を装着する若年者においても、その筋力等に相当の相違がある。この一方、従来の高齢者擬似体験装具では、大きな年齢幅つまり筋力の大きな相違に対合して適切に高齢者擬似体験を得ることは不可能であった。
【０００４】
また、従来の高齢者擬似体験装具では、曲げと伸ばしという屈伸動作に負荷を与えるだけのものであり、ねじり運動に適切に負荷を与えるものは事実上提案されていなかった。すなわち、腕にあっては、その肘関節において屈伸動作が行われると共に、肘関節に連なる前腕部においてかなり大きなねじり運動が行われることになるが、従来は、この腕のねじり運動に負荷を与えて高齢者擬似体験を得ることのできるものは提案されていなかった。
【０００５】
本発明は以上のような事情を勘案してなされもので、その目的は、大きな年齢幅つまり筋力の大きな相違に対応して、関節の動きに適切な抵抗力を与えることができるようにした高齢者擬似体験装具を提供することにある。
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
人体の関節の動きに抵抗力を与える高齢者擬似体験装具において、
人体のうち関節を挟んで一方側に位置する第１人体部分に沿って配設される第１ステー部材と、
人体のうち関節を挟んで他方側に位置する第２人体部分に沿って配設され、一端部が前記第１ステー部材の端部に対して揺動自在に連結された第２ステー部材と、
前記両ステー部材の間での揺動に抵抗を与えると共に、抵抗力が可変式とされたトルクダンパ装置と、
前記第１ステー部材を前記第１人体部分に着脱自在に固定するための第１固定具と、
前記第２ステー部材を前記第２人体部分に着脱自在に固定するための第２固定具と、
を備え、
前記トルクダンパ装置が、前記両ステー部材同士の揺動自在な連結部を中心とする回転に応じて抵抗力を発生する回転式とされ、
前記回転式とされたトルクダンパ装置が、
外部材と内部材との相対回転によって抵抗力を発生するトルクダンパ本体と、
前記両ステー部材のいずれか一方に設けられ、前記内部材が相対回転不能に係合される第１係合部と、
前記両ステー部材の他方に設けられ、前記第１係合部とは偏心した位置において、前記外部材が係合される第２係合部と、
を有し、
前記両ステー部材の間で揺動が行われたとき、前記外部材が前記他方のステー部材に対して回転するのが規制された状態で、前記内部材が前記外部材に対して相対回転することにより抵抗力が発生される、
ようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２〜請求項７に記載のとおりである。
【０００７】
【０００８】
【発明の効果】
請求項１によれば、トルクダンパの抵抗力を調整することによって、高齢者の年齢差や被験者の体力差に対応して、つまり筋力の大きな相違に対応して、適切に高齢者擬似体験を得ることができる。また、ダンパであるので、関節が動作されているときにのみ抵抗力を発生することになり、屈伸動作のないときに不要に抵抗力を発生してしまうこともない。さらに、関節の動きを両ステー部材の間での揺動運動に変換して、関節の動きに適切に対応してトルクダンパに適切に抵抗力を発生させることができる。また、トルクダンパを回転式とすることによって、トルクダンパを例えば両ステー部材同士を連結するシリンダ式とした場合に比して、コンパクト化の上で、また両ステー部材が一直線上に位置する状態から揺動されたときも適切に抵抗力を発生することができると共に、回転式のトルクダンパ装置の具体的な構成が提供される。
【０００９】
請求項２によれば、膝関節の動きに抵抗を与えて、歩行の不自由さを疑似体験させることができる。
請求項３によれば、被験者の膝下部の長さの相違に対応して、つまり被験者の身長差に対応して疑似体験させることができる。また、両ステー部材同士の連結部の位置を、膝関節の位置に対応させて、足裏から常に一定の高さ位置に維持させておく上で好ましいものとなる。
【００１０】
請求項４によれば、トルクダンパ本体が各係合部へ抜き差し形式で簡単に脱着することができ、またロック手段によってトルクダンパ本体の装着状態を確実に維持することができる。
請求項５によれば、トルクダンパ本体の装着個数の変更を利用して、発生抵抗力を大きな範囲で変更することができる。
請求項６によれば、例えば関節の所定の一方向の動きに対してのみ抵抗力を与えたいときに好適なものとなる。
請求項７によれば、ジャケット部材を利用して、両ステー部材の連結部が不用意に下方へずり落ちてしまう事態、つまり当該連結部が膝関節から大きく位置ずれしてしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図９は、関節特に膝関節の屈伸運動に抵抗を与えるための抵抗力調整式の高齢者擬似体験装具を示すものであり、人体への装着状態が図１８〜図２０に示される。まず、図１、図４において、１は第１ステー部材、２は第２ステー部材である。各ステー部材１，２は、それぞれ細長棒状に形成されており、例えばアルミニウム合金やステンレス等の金属あるいは硬質の合成樹脂によって大きな剛性を有するようにされて、容易には曲げ変形しないようにされている（実施形態ではステンレスのチャネル材により形成）。
【００１５】
第１ステー部材１は、成人の平均的な太股部（大腿部）の長さよりも若干短い程度の長さとされている。また、第２ステー部材２は、成人の平均的な膝下部（下腿部）の長さよりも若干短い長さとされるが、この膝下部の長さは個人差が大きいことを勘案して、長さ調整可能とされている。長さ調整可能とされた第２ステー部材２は、図４、図５にも示すように、第１部材２Ａと第１部材２Ａに摺動自在に嵌合、連結された第２部材２Ｂとを有する。所望長さ位置で第１部材２Ａと第２部材２Ｂとをロックしておくために、ロック機構２Ｃが設けられている。このロック機構２Ｃは、第１部材２Ａの内面にその長手方向に所定ピッチ毎に形成された係止段部２ａと、第２部材２Ｂに保持されて係止段部１ａに係脱される係止爪部（図示略）と、第２部材２Ｂに保持されて係止爪部を係止段部１ａに係脱操作するための操作部２ｂとを有する。この操作部２ｂは、ロック位置とアンロック位置との間で若干のスライド動が可能とされて、アンロック位置とされたときに、係止爪部の係止段部２ａに対する係合が解除されて第２ステー部材２の長さ調整が可能とされ（第１部材２Ａと第２部材２Ｂとがスライド可能）、ロック位置とされたときに係止爪部が係止段部２ａに係合されて第２ステー部材２の長さが固定される（第２部材２Ａと第２部材２Ｂとのスライド動が規制される）。このような長さ調整式とされた両部材２Ａ、２Ｂは、ロック機構２Ｃを含めて、市販品を用いることができる（例えばタキゲン製造株式会社製で、商品名自在ストップステー）。
【００１６】
第１ステー部材１と第２ステー部材２との端部同士が、かしめ固定されたピン３（図９参照）を中心として揺動自在に連結される。より具体的には、第２ステー部材２の一端部（上端部）に、ピン３を介して短い中間ステー部材４の中間部が回動自在に連結され、この中間ステー部材４の各端部がねじ５によって第１ステー部材１の端部に固定される（ねじ５が、第１ステー部材１の下端部に形成されたねじ孔１ａに螺合）。
【００１７】
第２ステー部材２の端部（上端部）には、第１取付軸６が台座部材７を介して一体化されている。この第１取付軸６は、両ステー部材１と２の揺動中心となるピン３と同一軸線上に位置するように設定されている。なお、図５，図６、図９、において、この揺動中心を一点鎖線でもってかつ符号αを付して示してある。この第１取付軸６は、断面異形とされているが、実施形態では、断面円形の軸部材を径方向に２分割するように軸方向全長に渡って伸びるすり割６ａを有する形状とされている。一方、第１ステー部材１には、上記第１取付軸６近傍の偏心した位置において、第２取付軸８が一体化されている。この第２取付軸８は、第１取付軸６と平行で、かつ第１取付軸６よりも若干長くされている。このような第２取付軸８は、実質的にボルト部材によって形成されて、その外周には雄ねじ部８ａを有する。
【００１８】
前記両取付軸６、８を利用して、回転式のトルクダンパ本体１０が着脱自在に取付けられる。このトルクダンパ本体１０は、全体的にディスク状とされて、ロータとなる内部材１１と、内部材１１をその中心部分を残して囲むケース部材となる外部材１２とを有し、外部材１１内には所定粘度のオイルが封入されている。このようなトルクダンパ本体１０は、内部材１１と外部材１２とが相対回転されたとき、オイルの粘性によって抵抗力が発生される。なお、抵抗力の大きさは、オイルの粘度と、両部材１１と１２との対向面積の大きさと、両部材１１と１２との対向間隙の大きさとによって決定される。実施形態では、トルクダンパ本体１０としては、内部材１１と外部材１２との相対回転速度が大きいほど発生抵抗力が大きくなるものを用いているが、回転速度の大きさにかかわらず発生抵抗力の大きさを一定（ほぼ一定）のものを用いることもできる。なお、このようなトルクダンパ本体１０は、市販品を用いることができる（例えば不二精器（株）製で、商品名ディスクダンパ）。
【００１９】
トルクダンパ本体１０の内部材１１には、前記第１取付軸６が抜き差し可能に挿通される第１取付孔１１ａが形成されている。また、外部材１２には取付ステー１３がねじ１４によって固定され、この取付ステー１３には、前記第２取付軸８が抜き差し可能に挿通される第２取付孔１３ａ、及び第１取付軸６が挿通される貫通孔１３ｂが形成されている。トルクダンパ本体１０を各取付軸６、８へ装着した後、第２取付軸８にはロック手段を構成するロックナット１５が螺合されて、トルクダンパ本体１０の取付軸６、８からの抜けが防止される。なお、第２取付軸８の先端部には、袋ナット１６が螺合されて、トルクダンパ本体１０の取付軸６、８からのより一層の抜け防止が図られると共に、取付軸８の先端部に丸みがつけられる（鋭利な部分が直接外部に露出することの防止）。
【００２０】
互いに揺動自在に連結されている両ステー部材１、２に対して前述のようにトルクダンパ本体１０を装着した状態で、両ステー部材１と２とがピン３を中心として揺動されたときを考える。このとき、外部材１２は第１ステー部材１に対して相対回転されるのが規制されているため、内部材１１が第２ステー部材２の第１ステー部材１に対する揺動に伴ってピン３（第１取付軸６）を中心として外部材１２に対して相対回転することになり、これにより抵抗力が発生される。
【００２１】
前記各取付軸６、８の長さは、トルクダンパ本体１０を複数個（実施形態では４個）同時に装着できる長さに設定されている。このような各取付軸６、８とトルクダンパ本体１０等によって、手動によって抵抗力の大きさが変更可能なトルクダンパ装置が構成される。すなわち、互いに発生抵抗力の相違するトルクダンパ本体１０をあらかじめ複数個（例えば４個）用意して、その中から１個〜４個（最大装着個数）の範囲で選択して装着することにより、発生抵抗力の大きさを大きな範囲で変更することができる。具体的には、トルクダンパ本体１０として、例えば回転速度が毎分２０回転のときを前提として、抵抗力の大きさが２０、３０、５０、７０ｋｇｆ・ｃｍのものをそれぞれ複数個用意して、これらを１〜３個組み合わせることによって２０〜２１０ｋｇｆ・ｃｍの抵抗力を段階的に選択することができる。
【００２２】
図１、図２、図５に示すように、前記第２ステー部材２の他端部、つまり第１ステー部材１への連結部とは反対側端部となる下端部には、底部材２１がボルト、ナット等の固定具２２によって連結されている（連結は、回動可能な連結でもよく、あるいは回動不能な連結のいずれでもよい）。この底部材２１は金属板を曲げ加工することによりあるいは合成樹脂によって、十分な剛性を有するように形成されている。この底部材２１は、上下方向に伸びて上端部が第２ステー部材２に連結される縦壁部２１ａと、縦壁部２１ａの下端より略直角に折曲されて伸びる底壁部２１ｂを有する。底壁部２１ｂは、丁度靴底のような機能を果たして、被験者の足裏が着座される。そして、底部材２１には、被験者の足に対して底部材２１をしっかりと固定するために、長さ調整可能な締め付けベルト２３（図５，図１８、図２０参照で、図１、図２では図示略）が設けられている。なお、図５に示すように、底部材の底壁部２１ｂの上面および下面には、ゴム板等からなるすべり止め部材２４が固定されている。
【００２３】
前記第１ステー部材１は、被験者の太股部に着脱自在に取付けられる。このため、図１に示すように、第１ステー部材１には、第１固定具３１が装備される。この第１固定具は、大別して、上下方向に太幅とされたシート状の巻掛け部材３２と、細幅とされた長さ調整可能とされた上下一対の締め付けベルト３３とからなる。巻掛け部材３２は、その一端部にベルクロファスナの一方側係合部３２ａが一体化され、その他端部に一方側係合部３２ａが剥離自在に係合される他方側係合部３２ｂが一体化されている。巻掛け部材３２を被験者の太股部外周に巻き付けた状態で、両係合部３２ａと３２ｂとを係合させることにより、太股部への巻き付け状態が維持される。
【００２４】
前記締め付けベルト３３は、非使用時は、非環状の細長い状態とされており、その一端部に固定されたバックル３３ａに、他端部に固定されたタング３３ｂを差し込むことにより環状とされた係合状態となる。巻掛け部材３２を被験者の太股部に巻き付けた状態で、タング３３ｂをバックル３３ａに係合させた後、その長さ（環状状態での長さ）が短くなるように調整することにより、ベルト３３による太股部への締め付けが行われる（図１８〜図２０参照）。
【００２５】
再び図１において、第１ステー部材１は、そのほぼ全長に渡って、巻掛け部材３２に固定されているが（例えばねじ固定、別途固定用の内張部材を用いた固定等）、その下端部は、巻掛け部材３２に形成されたポケット部３２ｃに挿入される（図３参照）。このポケット部３２ｃは、上方のみが開口された袋状とするために、巻掛け部材３２の本体部材に対して内張り部材３２ｄが別途装着されており、第１ステー部材１の下端部を当該ポケット部３２ｃに挿入した状態で、図９に示すように、内張部材３２ｄが中間ステー部材４と第１ステー部材１とで挟持された状態で、ねじ５により共締めされる。なお、図５、図６では、内張部材３２ｄは図示略としてある。
【００２６】
図２に特に詳細に示すように、第２ステー部材２を膝下部に固定するために、第２固定具３５が設けられる。この第２固定具３５も、第１固定具３２と同様に、大別して、上下方向に太幅とされたシート状の巻掛け部材３６と、細幅とされた長さ調整可能とされた上下一対の締め付けベルト３７とからなる。巻掛け部材３６は、その一端部にベルクロファスナの一方側係合部３６ａが一体化され、その他端部に一方側係合部３６ａが剥離自在に係合される他方側係合部３６ｂが一体化されている。巻掛け部材３６を被験者の膝下部外周に巻き付けた状態で、両係合部３６ａと３６ｂとを係合させることにより、膝下部への巻き付け状態が維持される。
【００２７】
締め付けベルト３７は、前述した締め付けベルト３３と実質的に同様の構造となっており、非使用時は非環状の細長い状態とされており、その一端部に固定されたバックル３７ａに、他端部に固定されたタング３７ｂを差し込むことにより環状とされた係合状態となる。巻掛け部材３６を被験者の膝下部に巻き付けた状態で、タング３７ｂをバックル３７ａに係合させた後、その長さ（環状状態での長さ）が短くなるように調整することにより、ベルト３７による膝下部への締め付けが行われる（図１８〜図２０参照）。なお、被験者に装着された状態で下方へのずり落ちを防止するために、図１に示すように、第１ステー部材１の上端部には、後述するジャケット部材への連結のために、連結ベルト１８が連結され、連結ベルト１８の先端部には、ジャケット部材の係合部に着脱自在に係合される係合部１９が設けられている。
【００２８】
次に、図１０〜図１６を参照しつつ、腕の肘関節の屈伸運動および前腕部のねじり運動に対して抵抗力を与えるための高齢者擬似体験装具について説明する。まず、４１は第１ベース部材、４２は第２ベース部材である。第１ベース部材４１は、第１固定具４３によって、上腕部に着脱自在に取付けられる。第２ベース部材４２は、第２固定具４４によって、前腕部に着脱自在に取付けられる。
【００２９】
各ベース部材４１、４２はそれぞれ、金属あるいは硬質合成樹脂によって大きな剛性を有するように板状に形成されている。第１ベース部材４１は上腕部に密着して装着されるように、また第２ベース部材４２は前腕部に密着して装着されるように、それぞれ若干左右方向（腕周り方向）に湾曲形成されている（図１３，図１４参照）。
【００３０】
第１固定具４３は、シート状の巻掛け部材４５と、長さ調整可能な締め付けベルト４６とから構成されている。同様に、第２固定具４４も、シート状の巻掛け部材４７と、長さ調整可能な締め付けベルト４８とから構成されている。巻掛け部材４５、４７は、前述した巻掛け部材３２，３６と実質的に同じように構成されており、ベルクロファスナ構成のための第１係合部が符号４５ａあるいは４７ａで示され、第２係合部が符号４５ｂあるいは４７ｂによって示される。同様に、締め付けベルト４６、４８も、前述したベルト３３、３７と実質的に同様に構成されており、そのバックルが符号４６ａあるいは４８ａで示され、タングが符号４６ｂあるいは４８ｂで示される。なお、第１ベース部材４１の第１固定具４３への取付、および第２ベース部材４２の第２固定具４４への取付けは、例えばねじ固定、別途固定用の内張部材を用いた固定等、適宜の手法によってなし得る。
【００３１】
両ベース部材４１と４２とに渡って、左右一対の往復動式のトルクダンパ５１Ｌ、５１Ｒが架設されている。この各トルクダンパ５１Ｌ、５１Ｒは、前後一対の２つのシリンダ部５２、５３と、該シリンダ部５２，５３を摺動自在かつ回転自在に貫通する１本のロッド部５４とを有する。ロッド部５４のシリンダ部５２，５３に対する摺動に応じて抵抗力が発生される。シリンダ部５２，５３は、ロッド部５４の所定の一方向の摺動時のみ抵抗力を発生するものとされて、互いに抵抗力発生方向が反対方向となるように設定されている。すなわち、例えばロッド部５４の後方向への摺動時にはシリンダ部５２のみが抵抗力を発生し、ロッド部５４の前方向の摺動時にはシリンダ部５３のみが抵抗力を発生するように設定されている。抵抗力の大きさを手動調整する調整ダイアル５２ａ、５３ａが、シリンダ部５２，５３の端部に設けられている。前後一対の調整ダイアル５２ａ、５３ａは、回転操作されるもので、シリンダ部５２，５３を間に挟むような位置に設定されており、調整ダイアル５２ａ、５３ａの周囲空間が極力大きく開けた状態となるようにされている。なお、上述のような往復動型のトルクダンパ５１Ｌ、５１Ｒは、市販品を用いることができる（例えばタキゲン製造株式会社製で、商品名フリクションステー）。
【００３２】
各シリンダ部５２，５３は、第１ベース部材４１に対して、自在継手を介して互いに独立して揺動自在に連結されている。すなわち、第１ベース部材４１に、左右方向に所定間隔あけて左右一対の支軸５５が立設され、この支軸５５の上端部に、自在継手５６を介して横方向に短く伸びる横軸５７が保持されている。左右一対の横軸５７は、互いに左右反対方向に伸びている。この横軸５７の先端部には、前後方向（腕の長手方向）に長く伸びる取付ブラケット５８が一体化され、この取付ブラケット５８に対して、ねじ５９によって前後一対のシリンダ部５２，５３が一体化されている。これにより、各シリンダ部５２，５３は、自在継手５６によって、任意の方向に揺動自在とされる（所定の垂直面、水平面つまり肘の曲げ方向および前腕部のねじり方向に対してそれぞれ揺動自在）。なお、自在継手５６は、後述する他の自在継手と同様に、ユニバーサルジョイント、球面継手等その名称を問わず、シリンダ部５２，５３を任意の方向（球面周りで、３６０度方向、つまり肘の曲げ方向および前腕部のねじり方向）に揺動自在とするものであれば、特にその構造には限定されないものである。
【００３３】
左右一対のロッド部５４の第２ベース部材４２に対する取付けも、自在継手を介して行われる。すなわち、第２ベース部材４２の左右方向略中間部には、１本の共通支軸６１が立設され、この共通支軸６１の上端部に、中央側自在継手６２を介して、左右方向に伸びる保持軸６３の略中間部が揺動自在に保持されている。この保持軸６３の左右端部に、端部側自在継手６４を介して、左右のロッド部５４の先端部が揺動自在に連結されている。
【００３４】
図１０において、被験者の手に装着される手袋が符号７１で示される。この手袋７１は、その５本の指覆い部７１ａ〜７１ｅが、指の第１関節付近までは覆うがそれから先の部分は覆わないように短くされている。各指部７１ａ〜７１ｅには、スプリング取付用の取付孔部７２ａ〜７２ｅが形成されている。各取付孔部７２ａ〜７２ｅのうち、親指用の取付孔部７２ｅを除いて、小指、薬指、中指、人差し指用の４個の各取付孔部７２ａ〜７２ｄと前記保持軸６３とが、コイルスプリング７３によって個々独立して連結されている。より具体的には、小指と薬指用の取付孔孔部７２ａ、７２ｂに連結されたスプリング７３は、保持軸６３のうち、中央側自在継手６２よりも左側部分（小指側部分）に連結されている。また、中指と人差し指用の取付孔孔部７２ｃ、７２ｄに連結されたスプリング７３は、保持軸６３のうち、中央側自在継手６２よりも右側部分（親指側部分）に連結されている。
【００３５】
以上のような腕用の高齢者擬似体験装具が、被験者に装着された状態が、図１５，図１６の他、図１８〜図２０に示される。腕がまっすぐに伸ばされた図１５において、スプリング７３によって、保持軸６３が、腕に対して左右方向に伸びる原点位置にあるように復帰付勢される。指を曲げ操作することにより、スプリング７３の抵抗力によって、握力の低下が擬似体験される。図１５の状態から、肘を曲げると、左右一対のトルクダンパ５１Ｌ、５１Ｒのそれぞれにおいて、ロッド部５４がシリンダ部５２，５３に対して摺動されて、抵抗力が発生される。すなわち、シリンダ部５２，５３からのロッド部５４の後方への突出量が、左側のトルクダンパ５１Ｌについては小さくなるように、また、右側のトルクダンパ５１Ｒにあっては突出量が大きくなるように摺動が行われる。図１６の状態から図１５の状態への復帰するときも、摺動が行われて、抵抗力が発生される。
【００３６】
図１５の状態から、実線矢印で示すように前腕部を左側（小指側）へねじり運動すると、実線矢印で示すようにシリンダ部５２，５３に対してロッド部５４が摺動して、抵抗力が発生される。同様に、図１５の状態から、破線矢印で示すように前腕部を右側（親指側）へねじり運動すると、破線矢印で示すようにシリンダ部５２，５３に対してロッド部５４が摺動して、抵抗力が発生される。図１６の状態から前腕部をねじり運動しても、同様に抵抗力が発生される。肘や前腕部を静止しているときは、摺動が行われないので、抵抗力の発生がない。
【００３７】
肘の屈伸運動、前腕部のねじり運度の場合共に、シリンダ部５２，５３に対してロッド部５４が回転可能とされていること、および自在継手５６，６２，６４による揺動の自由度の高さによって、抵抗力発生のための摺動を得つつ、肘の円滑な屈伸運動および前腕部の円滑なねじり運動を行うことができる。
【００３８】
図１７は、前述した脚用および腕用の高齢者擬似体験装具、特に図１〜図９の脚用の高齢者擬似体験装具と共に使用されて、その所定の装着状態を確実に維持するために用いられるジャケット部材９１を示す。このジャケット部材９１は、被験者の上半身に装着されるもので、胴部巻掛け部９２と、左右一対の肩掛け部９３とを有する。胴部巻掛け部９２は、長さ調整式の締め付けベルト９４によって、被験者の胴部にきつく巻き付けられる。なお、ベルト９４は、そのバックル９４ａにタング９４ｂを係合させて環状にした状態で、長さを短くすることによりきつい締め付け状態を得る。
【００３９】
左右一対の肩掛け部９３は、長さ調整式のベルトによって実質的に形成され、被験者の胴体後部で互いに交差するようにされており、胴部巻掛け部９２を被験者の胴体に巻き付けた状態で、被験者の肩を跨いでその前部と後部とを連結するように設定されている。胴部巻掛け部９２の側部には、脚用の高齢者擬似体験装具における第１ステー部材１をつり下げ支持するために、左右一対のつり下げベルト９５が連結されている。このつり下げベルト９５の下端部にはフック状の係合部９６が設けられ、第１ステー部材１に連結された連結ベルト１８の係合部１９（図１参照）が、上記係合部９６に着脱自在に係合されるようになっている（係合状態を示す図２０をも参照）。
【００４０】
なお、腕用の高齢者擬似体験装具を、ジャケット部材９１に連結してもよく、この場合は、図１０に示すように、前記第１ベース部材４１に、両端部が自由端部とされた連結ベルト６１を連結して、この連結ベルトの各端部に、ジャケット部材９１に設けた係合部（図１７では示されない）へ着脱自在に係合される係合部６２を設けておけばよい。
【００４１】
図１８〜図２０は、各高齢者擬似体験装具をジャケット部材９１と共に、被験者に装着された状態を示す。脚用の高齢者擬似体験装具にあっては、その底部材２１を足に装着しつつ、第１ステー部材１が固定具３１を利用して被験者の太股部に取付けられ、第２ステー部材２が固定具３５を利用して被験者の膝下部に取付けられ、この取付に際しては、両ステー部材１、２およびトルクダンパ本体１０が、それぞれ脚の外側方に位置するようにされる。また、トルクダンパ本体１０が丁度膝関節の側方に位置されるように、第２ステー部材２の長さ調整が行われる。さらに、第１ステー部材１が、連結ベルト１８を利用してジャケット部材９１に連結されて、トルクダンパ本体１０が、膝関節位置よりも下方へ大きく移動してしまう事態がより確実に防止される。
【００４２】
脚用の高齢者擬似体験装具にあっては、膝の屈伸量に応じて両ステー部材１と２とが揺動され、これによりトルクダンパ本体１０の内部材１１が外部材１２に対して相対回転されて、抵抗力が発生される。トルクダンパ本体１０による抵抗力発生は、膝が屈伸運動されている最中のみとされ、膝を曲げたままで静止、あるいは伸ばしたまま静止されているときは抵抗力が発生されない。高齢者の年齢の相違に応じて、あるいは被験者の体力の相違に応じて、トルクダンパ本体１０を発生抵抗力の大きさが相違するものに変更することにより、あるいは使用するトルクダンパ本体１０の個数を変更することにより、膝関節の屈伸に伴う発生抵抗力の大きさを、大きな範囲でもって変更することができる。
【００４３】
一方、腕用の高齢者擬似体験装具にあっては、第１ベース部材４１が固定具４３によって被験者の上腕部に取付けられ、第２ベース部材４２が固定具４４によって被験者の前腕部に取付けられる。また、手袋７１が被験者の手、指に装着される（スプリング７３の装着）。さらに必要に応じて、連結ベルト６１を利用して、第１ベース部材４１をジャケット部材９１に連結する等により、第１ベース部材４１が手首側へ不用意に移動しないようにされる。
【００４４】
腕用の高齢者擬似体験装具にあっては、指を曲げたとき（親指を除く）、スプリング７３の付勢力が抵抗となって、握力の低下が擬似体験される。図１５に示すように肘を曲げたとき、あるいは図１６に示すように前腕部をねじり操作したとき、ロッド部５４がシリンダ部５２，５３に摺動して抵抗力が発生される。高齢者の年齢の相違に応じて、をあるいは被験者の体力の相違に応じて、調整ダイアル５２ａ、５３ａを操作することにより発生抵抗力の大きさが変更される。腕の筋力は脚の筋力に比して十分小さいため、調整ダイアル５２ａ，５３ａによる抵抗力調整の範囲でもって、広範囲な年齢幅（筋力の相違幅）に対応できる。
【００４５】
図２１、図２２は、図１〜図９に示す高齢者擬似体験装具において、膝関節の所定の位置方向の曲げのときにのみ、抵抗力を発生させるようにしたものであり、図１〜図９に示す部材に対応した部材には同一符号を付してその重複した説明は省略する。本実施形態では、第２ステー部材２と第１取付軸６との間にワンウェイクラッチ８１を介在させて、第２ステー部材２の第１ステー部材１に対する所定の一方向の揺動のときにのみ、当該第２ステー部材２の揺動に伴って第１取付軸６が回動されるようにしたものである。
【００４６】
上記ワンウェイクラッチ８１を構成するため、第１取付軸６が第２ステー部材２に対して所定の抵抗力をもって回転自在に保持される一方、第１取付軸６その基端部には、ラチェット歯車８２が一体化されている。第２ステー部材２には、上記ラチェット歯車８２を取り囲むように、ケース部材８３が固定されている。このケース部材８３には、ラチェット歯車８２に向けてその直径方向から進退自在として係合部材８４が保持されると共に、この係合部材８４をラチェット歯車８２に向けて付勢するスプリング８５が保持されている。
【００４７】
図２２において、第２ステー部材２が図中時計方向に揺動されたときを考える。このとき、ラチェット歯車８２は、係合部材８４を介して、第２ステー部材２の揺動に伴って回転されることになる。つまり、第２ステー部材２の揺動に伴って第１取付軸６が回転されて、トルクダンパ本体１０による抵抗力発生が行われる。逆に、第２ステー部材２が図２２中反時計方向に回転されたときは、係合部材８４はラチェット歯車８２周面を滑りつつ進退動されるだけで、ラチェット歯車８２の回転、つまり第１取付軸６の回転が防止されて、トルクダンパ本体１０による抵抗力発生が行われない状態となる。なお、膝の曲げあるいは伸ばしのいずれの方向に抵抗力を発生させるかは任意に選択できるが、膝の伸ばし時に抵抗力発生を行うように設定するのが好ましい（膝の曲げとなる座るときは上体の荷重を利用して容易に行われる一方、膝の伸ばしとなる立ち上がり時は上体の荷重に抗して行う必要があることを勘案）。
【００４８】
以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。脚用、腕用の各高齢者擬似体験装具共に、ジャケット部材９１を別途用いないで使用することもでき、またジャケット部材９１としては、肩掛け部を有するものであれば、適宜の形状のものを採択することができる。
【００４９】
図１〜図９の高齢者擬似体験装具において、脚用に限らず、腕の肘関節用として、あるいは腰の関節用として用いることもできる。トルクダンパ本体１０としては、トルクダンパ本体１０に設けられた手動操作される抵抗力調整用部材を操作することにより抵抗力調整が可能なものを用いることができる。トルクダンパ本体１０としては、回転式に限らず、例えばシリンダ式つまり往復動式のものを用いることができる（この場合、両ステー部材１と２との揺動連結部を挟んで、その一方にシリンダ部を回動自在に連結し、その他方にピストンロッド部を回動自在に連結すればよい）。もっとも、回転式のトルクダンパを用いる方が、全体としてコンパクトになり、かつ両ステー部材１と２とがほぼ一直線上となった状態からでも確実に揺動つまり抵抗力を得ることができる等の観点から好ましいものとなる。トルクダンパ本体１０の内部材１１（第１取付軸６）を第１ステー部材１側に設け、外部材１２（第２取付軸８）を第２ステー部材２側に設けることもできる。固定具３１（３５）は、巻掛け部材３２（３６）とベルト３３（３７）のうち、いずれか一方のみとすることもできる。底部材２１の形状を、スキーブーツ式のように足首の動きに大きな制約を与える形状とすることもできる。また、底部材２１を別途用いないようにすることもできる。
【００５０】
図１０〜図１６に示す腕用の高齢者擬似体験装具において、シリンダ部５２，５３を第２ベース部材４２側に連結する一方、ロッド部５４の先端部を第１ベース部材４１側に設けることもできる。ただし、この場合は、シリンダ部５２，５３からの前方へ（手の指先側へ）向けてのロッド部５４の突出量がかなり大きくなって、ロッド部５４が手作業を行う上で邪魔になりやすいことを勘案して、実施形態のようにシリンダ部５２，５３を第１ベース部材４１側へ設けるのが好ましいものとなる。左右一対のシリンダ部５２，５３を、個々独立した自在継手を介して第１ベース部材４１に連結することなく、左右共通の自在継手を介して第１ベース部材４１に連結してもよい。左右一対のロッド部５４を、共通の自在継手６２を用いることなく、左右個々独立した自在継手６４のみを介して第２ベース部材４２に連結することもできる。シリンダ部５２，５３、ロッド部５４先端部のベース部材に対する連結を、自在継手を用いることなく行うことも考えれるが、この場合は、肘関節の円滑な屈伸や前腕部の円滑なねじりを阻害する要因となるので、自在継手を介した連結を採択するのが好ましいものとなる。一端部が保持軸６３に連結されたスプリング７３の他端部を、手袋７１ではなく、当該保持軸６３が取付けられている第２ベース部材４２に連結するようにしてもよい（この場合は、手指による握り操作に抵抗力を与えることができない）。スプリング７３を別途設けないようにすることも可能ではあるが、保持軸６３を所定の原点位置（図１５に示す腕をまっすぐにした状態で、左右方向に伸びる位置状態）に強制復帰させるという観点から、スプリング７３を設ける方が好ましいものである。ロッド部５４を長さ調整可能として、被験者の前腕部の長さの相違に対応できるようにすることもできる。ロッド部５４は、シリンダ部５２、５３を貫通することなく、テレスコピック式にシリンダ部からその一端部側へのみ延長されている形式のものとすることができる（特に、ロッド部５４の伸縮動の両方向にそれぞれ抵抗力を発生する形式の場合で、シリンダ部としては５２あるいは５３の一方のみとすることができる）。
【００５１】
各種部材は、その機能の上位表現に手段の名称を付して表現することができる。また、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】脚用の高齢者擬似体験装具を示す全体平面図。
【図２】図１のうち、第２ステー部材およびその固定具部分を詳細に示す図。
【図３】図１のうち、第１ステー部材の下端部とその固定具との取付関係を示す図。
【図４】図１のうち、第１ステー部材と第２ステー部材とトルクダンパ本体とをとり出して示す図。
【図５】第１ステー部材と第２ステー部材と底部材とを側方から示すと共に、トルクダンパ本体をステー部材から取外した状態で示す図。
【図６】第１ステー部材と第２ステー部材とトルクダンパ本体との取付部分の詳細を側方から示す図。
【図７】トルクダンパ本体とその取付ステーとを示す平面図。
【図８】トルクダンパ本体と各取付軸とを示す一部断面図。
【図９】第１ステー部材と第２ステー部材とを直交させた状態で、その連結部分を詳細に示す分解側面断面図。
【図１０】腕用の高齢者擬似体験装具を示す全体平面図。
【図１１】図１０の状態から、固定具と手袋とを除外して示す図。
【図１２】図１１の側面図。
【図１３】第１ベース部材へのシリンダ部の取付状態を示すもので、図１１の上方から見たときの図。
【図１４】第２ベース部材へのロッド部の取付状態をしめすもので、図１１の下方から見たときの図。
【図１５】図１０の高齢者擬似体験装具を腕に装着した状態を示す平面図。
【図１６】図１５の状態から、肘を曲げたときの状態を示す平面図。
【図１７】ジャケット部材の一例を示す正面図。
【図１８】各高齢者擬似体験装具とジャケット部材とを被験者に装着したときの正面図。
【図１９】図１８の背面図。
【図２０】図１８の側面図。
【図２１】図１に示す高齢者擬似体験装具の別の実施形態を示す要部断面図で、所定の一方向の揺動のときにのみ抵抗力を発生させる機構の一例を示す図。
【図２２】図２１の平面断面図。
【符号の説明】
α：揺動中心線
１：第１ステー部材
２：第２ステー部材
２Ａ：第１部材
２Ｂ：第２部材
２Ｃ：ロック機構
２ｂ：操作部材（ロック・アンロック切換用）
３：ピン（連結部で、揺動中心）
６：第１取付軸
８：第２取付軸
１０：トルクダンパ本体
１１：内部材
１２：外部材
１５：ロックナット
１８：連結ベルト
２１：底部材
３１：第１固定具
３２：巻掛け部材
３３：締め付けベルト
３５：第２固定具
３６：巻掛け部材
３７：締め付けベルト
４１：第１ベース部材
４２：第２ベース部材
４３：第１固定具
４４：第２固定具
４５：巻掛け部材
４６：締め付けベルト
４７：巻掛け部材
４８：締め付けベルト
５１Ｌ、５１Ｒ：左右一対の往復動式トルクダンパ
５２，５３：前後一対のシリンダ部
５４：ロッド部
５６：自在継手
６２：中央側自在継手
６３：保持軸
６４：端部側自在継手
７１：手袋
７３：スプリング
８１：ワンウェイクラッチ
９１：ジャケット部材
９３：肩掛け部

Claims

人体の関節の動きに抵抗力を与える高齢者擬似体験装具において、
人体のうち関節を挟んで一方側に位置する第１人体部分に沿って配設される第１ステー部材と、
人体のうち関節を挟んで他方側に位置する第２人体部分に沿って配設され、一端部が前記第１ステー部材の端部に対して揺動自在に連結された第２ステー部材と、
前記両ステー部材の間での揺動に抵抗を与えると共に、抵抗力が可変式とされたトルクダンパ装置と、
前記第１ステー部材を前記第１人体部分に着脱自在に固定するための第１固定具と、
前記第２ステー部材を前記第２人体部分に着脱自在に固定するための第２固定具と、
を備え、
前記トルクダンパ装置が、前記両ステー部材同士の揺動自在な連結部を中心とする回転に応じて抵抗力を発生する回転式とされ、
前記回転式とされたトルクダンパ装置が、
外部材と内部材との相対回転によって抵抗力を発生するトルクダンパ本体と、
前記両ステー部材のいずれか一方に設けられ、前記内部材が相対回転不能に係合される第１係合部と、
前記両ステー部材の他方に設けられ、前記第１係合部とは偏心した位置において、前記外部材が係合される第２係合部と、
を有し、
前記両ステー部材の間で揺動が行われたとき、前記外部材が前記他方のステー部材に対して回転するのが規制された状態で、前記内部材が前記外部材に対して相対回転することにより抵抗力が発生される、
ことを特徴とする高齢者擬似体験装具。
請求項１において、
前記関節が膝関節とされて、前記第１人体部分が太股部とされると共に、前記第２人体部分が膝下部とされ、
使用に際して、前記両右ステー部材の揺動自在な連結部分が膝関節の側方に位置された状態で、前記第１固定具によって前記第１ステー部材が太股部に固定され、前記第２固定具によって前記第２ステー部材が膝下部に固定される、
ことを特徴とする高齢者擬似体験装具。
請求項２おいて、
前記第２ステー部材が長さ調整可能とされ、
前記第２ステー部材の他端部に、足裏によって踏まれる底部材が連結されている、
ことを特徴とする高齢者擬似体験装具。
請求項１において、
前記第１係合部が軸状に形成されて、前記内部材が抜き差し可能に係合されるように設定され、
前記第２係合部が軸状に形成されて、前記外部材が抜き差し可能に係合されるように設定され、
前記第１係合部と第２係合部との少なくとも一方に、前記トルクダンパ本体が該両係合部から抜け出るのを防止するためのロック手段が設けられている、
ことを特徴とする高齢者擬似体験装具。
請求項４において、
前記各係合部の長さが、前記トルクダンパ本体が複数個同時に係合できるような長さに設定されている、ことを特徴とする高齢者擬似体験装具。
請求項１において、
前記両ステー部材の間での揺動が所定の一方向のときにのみ、前記トルクダンパ装置における抵抗力発生のための回転が行われるように設定されている、ことを特徴とする高齢者擬似体験装具。
請求項２または請求項３において、
人体の上半身に着脱自在に装着されると共に肩掛け部を有し、装着時に人体の上半身に対して下方への変位が規制されたジャケット部材をさらに有し、
前記ジャケット部材と前記第１ステー部材とが着脱自在に連結可能とされている、
ことを特徴とする高齢者擬似体験装具。