JP6632939B2 - 転倒模擬装置および転倒模擬装置の動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、転倒模擬装置および転倒模擬装置の動作方法に関する。

人の転倒に関する様々な研究が行なわれている。これらの研究は、例えば、医療の向上や職場での安全対策に役立つ。また、防災訓練で意図的に転倒を体験する試みもある。人がどのような状況で転倒するかを知ることは、例えば、怪我の防止に役立つ。

例えば、非特許文献１は、人がどのように転倒するかについて議論している。人を後ろ向きに転倒させる方法に関して、非特許文献１は、次の実験を開示している。図１Ａは、非特許文献１の実験を説明するための図である。図１Ａに示すように、床に台１ａが置かれ、台１ａの隣にマット１ｂが置かれている。被験者１ｃは、マット１ｂを背にして台１ａの上に立っている。被験者１ｃの前に立っている検者１ｄは、被験者１ｃをマット１ｂの方へゆっくり押す。すると、被験者１ｃは、後ろ向きに転倒する。本願明細書では、図１Ａに示すように、人が後ろ向きに転倒することを「後方転倒」と呼ぶ。

人の転倒に関する研究に用いられる装置の例として、非特許文献２は、高齢者のバランス能力を測る計測装置を開示している。非特許文献２によれば、２本のガイドレールの上に支持台が置かれている。支持台の上には、動揺計が置かれている。また、支持台から離れた位置にソレノイドが設けられている。ソレノイドは、５ｋｇの吸引力を持ち、支持台を引くように構成されている。ソレノイドが２本のガイドレール上の支持台を引くと、動揺計が支持台がとともに水平方向に動く。支持台の動きは、加速度を生む。したがって、動揺計に立った被験者は、生じた加速度による力を受ける。

他の例として、非特許文献３は、人が傾斜したときの姿勢を調べる傾斜刺激装置を開示している。図１Ｂは、非特許文献３の傾斜刺激装置を示す図である。図１Ｂの傾斜刺激装置は、重心動揺計２ａと、傾斜板２ｂと、鋼線２ｃと、ストッパ２ｄと、ローラ部２ｅと、バネ２ｆと、リミットスイッチ２ｇと、コンピュータ２ｈと、傾斜角設定板２ｉとを備える。傾斜板２ｂが傾くと、傾斜板２ｂに立った人の重心が移動する。

井上馨、渡辺明日香、浅賀忠義、齋藤展士、笠原敏文、坪亜希子、久留利浩代、「前方および後方への模擬転倒時に出現する防御動作とその性差」、北海道大学医療技術短期大学部紀要、北海道大学、２００２年１２月、第１５、ｐ．１−７ 辛承憲、赤松幹之、林喜男、「加速度外乱に対する重心動揺を用いた高齢者のバランス能力の評価」、バイオメカニズム学会誌、１９９０年、Ｖｏｌ．１４、Ｎｏ．２、ｐ．１０７−１１５ 木山喬博、室賀辰夫、岩月宏泰、猪田邦雄、「足底面急傾斜刺激が立位姿勢反応に及ぼす影響」、理学療法学、１９９２年、第１９巻第４号、ｐ．３９９−４０４

本願発明者は、被験者の後方転倒を可能にする装置を求めていた。非特許文献１から３について検討したところ、本願発明者は、次の点を認識した。非特許文献１は、同じ条件を再現することが難しいという課題を抱える。なぜなら、被験者に与えられる力にばらつきがあるためである。非特許文献２では、支持台が水平方向に動く。しかしながら、実際には、支持台が水平方向に動くだけでは、支持台の上に立つ被験者は転倒しにくい。一方、非特許文献３では、傾斜板が傾く。しかしながら、実際には、傾斜板が傾くだけでは、傾斜板の上に立つ被験者は、転倒しにくい。

本願発明の目的は、被験者の後方転倒を可能にする転倒模擬装置および転倒模擬装置の使用方法を提供することである。本願発明の他の目的は、本願明細書および図面から明らかになるであろう。

以下に、「発明を実施するための形態」で使用される符号を付しながら、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明を実施するための形態」との対応関係の一例を示すために付加されたものである。

本発明の一の観点では、転倒模擬装置（１０）が、台座（２０）と、特定の移動方向に移動可能であるように台座（２０）に連結された移動部材（３０）と、第１端（４０１）において移動部材（３０）に連結された踏み板（４０）とを備えている。踏み板（４０）は、移動部材（３０）から離れた第２端（４０２）が台座（２０）に向かって移動可能であるように、移動部材（３０）に回動可能に連結されている。

一実施形態では、転倒模擬装置（１０）が移動部材（３０）を前記移動方向に向けて付勢する付勢機構（７０）を更に備える。

この場合、移動部材（３０）を所定の初期位置（Ｐ_１）に仮に固定するストッパ機構（８０）を更に備えていてもよい。ストッパ機構（８０）による仮の固定が解除されると、移動部材（３０）が、付勢機構（７０）から受ける力によって該移動方向に移動する。

一実施形態では、転倒模擬装置（１０）が、第１端（４０１）から離れた位置において踏み板（４０）と台座（２０）とを連結する連結機構（５０）を更に備えている。連結機構（５０）は、台座（２０）に回動可能に連結された第１アーム（５１_１、５１_２）と、踏み板（４０）に回動可能に連結された第２アーム（５２_１、５２_２）とを備えている。第１アーム（５１_１、５１_２）と第２アーム（５２_１、５２_２）とは、回動可能に連結されている。

連結機構（５０）、第１アーム（５１_１、５１_２）と第２アーム（５２_１、５２_２）とがなす角を一時的に固定する仮止め機構を備えていることが好ましい。

また、転倒模擬装置（１０）は、移動部材（３０）が該移動方向に移動する速度を計測する速度計（１２０）を更に備えることが好ましい。

また、転倒模擬装置（１０）は、踏み板（４０）の回動によって踏み板（４０）が傾斜する速さを減速するように構成された緩衝機構（９０）を更に備えることが好ましい。

一実施形態では、転倒模擬装置（１０）が、台座（２０）に結合された壁部材（７２）と、移動部材（３０）に結合されたアブソーバ（１１２）とを具備していてもよい。アブソーバ（１１２）は、移動部材（３０）が移動すると壁部材（７２）に衝突するように移動部材（３０）に配置されており、アブソーバ（１１２）は、壁部材（７２）と衝突したときに生じる衝撃を吸収するように構成されている。

上記の転倒模擬装置（１０）は、被験者が踏み板（４０）の上面に乗った状態で動作されて使用され得る。

本発明によれば、被験者の後方転倒を可能にする転倒模擬装置を提供することができる。

非特許文献１における後方転倒の実験を説明するための図である。 非特許文献３の傾斜刺激装置を示す図である。 一実施形態における転倒模擬装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図２Ａの転倒模擬装置の動作終了状態を示す斜視図である。 本実施形態における転倒模擬装置の構成を示す斜視図である。 本実施形態の転倒模擬装置の構成を示す正面図である。 本実施形態の転倒模擬装置の構成を示す左側面図である。 本実施形態の転倒模擬装置の構成を示す上面図である。 本実施形態の転倒模擬装置の構成を示す右側面図である。 本実施形態におけるスライド機構、付勢機構及びストッパ機構の構成を示す上面図である。 本実施形態における連結機構の動作を示す部分正面図である。 本実施形態におけるストッパ機構及び緩衝機構の構成を示す正面図である。 本実施形態における転倒模擬装置の動作における初期状態を示す正面図である。 本実施形態における転倒模擬装置の動作における動作終了状態を示す正面図である。 他の実施形態における転倒模擬装置の構成を示す斜視図である。 図９Ａの転倒模擬装置の速度計の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態において、同一又は対応する部材には同一又は対応する参照符号を付す。参照符号の添字は、同種の部材を区別するために用いられている。

図２Ａは、一実施形態における転倒模擬装置１０の構成を概略的に示す斜視図である。なお、以下の説明では、方向を示すために、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が互いに直交するＸＹＺ直交座標系が用いられる。図２Ａにおいては、Ｘ軸の正方向が左方向として定義されており、Ｚ軸の正方向が上方向として定義されている。

転倒模擬装置１０は、台座２０と、移動部材３０と、踏み板４０とを備える。移動部材３０は、台座２０にＸ軸方向に移動可能に連結されている。踏み板４０は、前端４０１において移動部材３０に連結されている。踏み板４０は、その後端４０２が台座２０に向かって移動可能であるように移動部材３０に回動可能に連結されている。

以下において詳細に説明するように、本実施形態の転倒模擬装置１０は、踏み板４０の上に立っている被験者Ｂを後方に転倒させるように構成されている。図２Ａに図示されているように、初期状態では、踏み板４０の上面４０３が水平面と平行になるように踏み板４０が保持される。転倒される被験者Ｂは、つま先を移動部材３０に向けて踏み板４０の上面４０３に乗る。この状態で転倒模擬装置１０の動作が開始されると、図２Ｂに図示されているように、移動部材３０がＸ軸の正方向（第１方向）に移動すると共に（図２Ｂの矢印Ａ_１参照）、踏み板４０の後端４０２が台座２０に近づくように踏み板４０が傾く（矢印Ａ_２参照）。このような動作によれば、被験者Ｂの後方転倒（矢印Ａ_２の方向の転倒）を有効に模擬できる。以後、説明の便宜を図るため、転倒模擬装置１０の状態に関して、図２Ａに示す状態を「初期状態」と呼ぶ。図２Ｂに示す状態を「動作終了状態」と呼ぶ。以下では、本実施形態の転倒模擬装置１０の構成を詳細に説明する。

図３は、一実施形態における転倒模擬装置１０の構成を示す斜視図である。また、図４Ａは、転倒模擬装置１０の正面図であり、図４Ｂは、転倒模擬装置１０の左側面図であり、図４Ｃは、転倒模擬装置１０の上面図であり、図４Ｄは、転倒模擬装置の右側面図である。

図３を参照して、転倒模擬装置１０は、台座２０と、移動部材３０と、踏み板４０と、連結機構５０と、スライド機構６０と、付勢機構７０と、ストッパ機構８０とを備える。付加的に、転倒模擬装置１０は、緩衝機構９０と、ロープ１００と、クッション機構１１０とを備える。

本実施形態では、台座２０が矩形の金属板として構成されている。台座２０の材質は、例えば、スチールである。本実施形態では、台座２０は、前端面２０１及び後端面２０２がＸ軸に垂直であり、その上面２０３がＺ軸に垂直であり、側面２０４がＹ軸に垂直であるように配置されている。なお、台座２０の形状は矩形に限定されず様々に変更可能である。

移動部材３０は、台座２０の上方で踏み板４０を支持する役割を持ち、スライド機構６０により、Ｘ軸方向に移動可能であるように台座２０に連結されている。

図４Ｂに図示されているように、移動部材３０は、床部材３１と、第１壁部３２_１と、第２壁部３２_２と、天板３３とを備えている。床部材３１は、スライド機構６０を介して台座２０の上面２０３に連結されている。床部材３１は、更に、後述の付勢機構７０を連結するための固定部材３１２を備えている。なお、固定部材３１２は、床部材３１と一体に形成されていてもよい。第１壁部３２_１および第２壁部３２_２は、互いに対向するように床部材３１の上側に接合されている。第１壁部３２_１および第２壁部３２_２は、天板３３の下面に接合され、天板３３を支持する。

図４Ａに図示されているように、天板３３は、踏み板４０に連結されて踏み板４０を支持する。踏み板４０は、ヒンジ３６によって天板３３に回動可能に連結されている。図４Ｃに図示されているように、本実施形態では、２つのヒンジ３６が設けられている。

図４Ｂに図示されているように、移動部材３０は、更に、第１連結部材３４_１と、第２連結部材３４_２と、第１傾斜部材３５_１と、第２傾斜部材３５_２とを備える。

第１連結部材３４_１は、床部材３１の上方で、第１壁部３２_１および第２壁部３２_２を互いに連結する。第１連結部材３４_１は、更に、緩衝機構９０を取り付けるための固定部３４３を有している。第２連結部材３４_２は、第１連結部材３４_１の上方で、第１壁部３２_１および第２壁部３２_２を接続する。

第１傾斜部材３５_１は、第１壁部３２_１の内壁３２１_１に接合されており、第２傾斜部材３５_２は、第２壁部３２_２の内壁３２１_２に接合されている。第１傾斜部材３５_１は、第１壁部３２_１と一体に形成されていてもよく、第２傾斜部材３５_２は、第２壁部３２_２と一体に形成されていてもよい。

第１傾斜部材３５_１及び第２傾斜部材３５_２は、動作終了状態において、傾いた踏み板４０を支える役割を持つ。詳細には、図４Ａに図示されているように、第１傾斜部材３５_１が傾斜面３５１_１を有しており、第２傾斜部材３５_２が傾斜面３５１_２を有している。動作終了状態では、踏み板４０の下面４０４が第１傾斜部材３５_１、第２傾斜部材３５_２の傾斜面３５１_１、３５１_２に当接し、これにより、踏み板４０が傾斜した状態で支持される（仮想線４０Ａ参照）。

図４Ａの傾斜角θ（theta）は、水平面を基準とした踏み板４０の下面４０４の角度を示しており、踏み板４０の傾斜角θの範囲は、例えば、０度以上３０度以下である（０°≦θ≦３０°）。傾斜角θの最大値は、第１傾斜部材３５_１及び第２傾斜部材３５_２の形状、つまり、第１傾斜部材３５_１及び第２傾斜部材３５_２の傾斜面３５１_１、３５１_２が水平面となす角度で決まる。このため、傾斜角θの最大値は３０°以上の任意の角度で決めることもでき、構造を修正すれば、４５°でも９０°でも設定可能である。

図４Ａ、図４Ｃに図示されているように、天板３３には、ロープ通し具３７が接合されている。ロープ通し具３７は、ロープ１００を通すための部材であって、リング状の形状を有する。

図３を参照して、スライド機構６０は、移動部材３０がＸ軸方向に移動可能であるように移動部材３０を台座２０に連結する。本実施形態では、スライド機構６０は、Ｘ軸方向に沿って設けられたリニアガイドで構成されている。

具体的には、図４Ａ、図４Ｂに図示されているように、スライド機構６０（リニアガイド）は、レール６１と、可動ブロック６２と、終端部６３とを備える。図５に図示されているように、レール６１は、台座２０の上面２０３にＸ軸方向に延伸するように接合されている。可動ブロック６２は、レール６１の上をスライド可能に設けられている。図４Ａに図示されているように、終端部６３は、レール６１のＸ軸の正方向の端に設けられている。図４Ａ、図４Ｂに図示されているように、可動ブロック６２の上面に移動部材３０の床部材３１が固定されており、このような構成により、スライド機構６０は、移動部材３０をＸ軸方向に移動可能に保持する。なお、スライド機構６０自体は、移動部材３０を、Ｘ軸の正方向だけではなく、Ｘ軸の負方向にも移動可能に構成されていることに留意されたい。また、スライド機構６０の構成は、様々に変更され得ることにも留意されたい。例えば、スライド機構６０は、２本のレールを含んでいてもよい。この場合、例えば、２本のレールの各々に可動ブロックが設けられ、移動部材３０の床部材３１は、該可動ブロックに接合される。

図４Ａ、図４Ｂ、図５を参照して、付勢機構７０は、移動部材３０をＸ軸の正方向に付勢する（即ち、移動部材３０にＸ軸の正方向の付勢力を作用する）ように構成されている。後述されるように、転倒模擬装置１０の動作が開始されると、付勢機構７０の作用により、移動部材３０がＸ軸の正方向に速やかに移動する。

より具体的には、本実施形態では、図５に図示されているように、付勢機構７０が、バネ７１_１、７１_２と、壁部材７２とを備えている。バネ７１_１、７１_２は、移動部材３０の固定部材３１２と壁部材７２との間に設けられている。壁部材７２は、移動部材３０の初期位置Ｐ１に対してＸ軸の負方向の位置において台座２０に固定されている。バネ７１_１の内周側には、移動部材３０の固定部材３１２に固定された第１棒部材１１３_１が通されており、バネ７１_２の内周側には、該固定部材３１２に固定された第２棒部材１１３_２が通されている。壁部材７２には第１棒部材１１３_１、第２棒部材１１３_２をそれぞれ通すための貫通孔７２１_１、７２１_２が設けられている。第１棒部材１１３_１、第２棒部材１１３_２は、移動部材３０に連結されている一方で、壁部材７２には固定されておらず、壁部材７２に対してＸ軸方向に沿って移動可能であることに留意されたい。

転倒模擬装置１０の初期状態では、付勢機構７０のバネ７１_１、７１_２は、十分な弾性力を蓄えるように、移動部材３０の固定部材３１２と壁部材７２との間に挟まれて圧縮される。転倒模擬装置１０の動作が開始されると、移動部材３０は、バネ７１_１、７１_２の弾性力によってレール６１の上をＸ軸の正方向に移動する。

図５に図示されているように、移動部材３０のＸ軸の正方向への移動が完了したときにおける移動部材３０の停止をスムーズにするためにクッション機構１１０が設けられている。クッション機構１１０は、連結部材１１１と、アブソーバ１１２とを備えている。連結部材１１１は、第１棒部材１１３_１、第２棒部材１１３_２のＸ軸の負方向の端に結合されており、アブソーバ１１２は、連結部材１１１に固定されている。移動部材３０がＸ軸の正方向に移動したとき、第１棒部材１１３_１、第２棒部材１１３_２、連結部材１１１及びアブソーバ１１２が、いずれも、移動部材３０と共に移動することに留意されたい。

移動部材３０がＸ軸の正方向に移動したとき、移動部材３０がレール６１の終端にある終端部６３に衝突する前に、アブソーバ１１２のＸ軸の正方向の先端が壁部材７２に衝突する。アブソーバ１１２は、壁部材７２に衝突して発生する衝撃を吸収するように構成されており、これにより、移動部材３０が終端部６３に直接衝突せずに滑らかに停止する。移動部材３０がＸ軸の正方向に動く距離は、図５の距離Ｄ_２ではなく、図５の距離Ｄ_１である。

図４Ａを再度に参照して、連結機構５０は、踏み板４０の後端４０２の近傍において、踏み板４０と台座２０と連結するように構成されている。連結機構５０は、初期状態において、踏み板４０が台座２０に対して平行となるように踏み板４０の仮止めをするために用いられる。転倒模擬装置１０の動作が開始されると、踏み板４０の仮止めが解除され、踏み板４０が台座２０に対して傾斜する（仮想線４０Ａ参照）。

本実施形態では、連結機構５０は、図４Ｄに図示されているように、第１下アーム５１_１と、第２下アーム５１_２と、第１上アーム５２_１と、第２上アーム５２_２と、第１パイプ５７と、第２パイプ５８と、第３パイプ５９とを備えている。第１下アーム５１_１、第２下アーム５１_２、第１上アーム５２_１及び第２上アーム５２_２は、いずれも、磁性材料、例えばスチールで形成される。第１下アーム５１_１、第１上アーム５２_１、下側固定部５４_１、上側固定部５５_１、第１パイプ５７、第２パイプ５８及び第３パイプ５９は、第１リンク機構５０Ａを構成している。同様に、第２下アーム５１_２、第２上アーム５２_２、下側固定部５４_２、上側固定部５５_２、第１パイプ５７、第２パイプ５８及び第３パイプ５９は、第２リンク機構５０Ｂを構成している。

第１リンク機構５０Ａは、下記のように構成されている。台座２０には下側固定部５４_１が設けられており、踏み板４０の下面４０４には上側固定部５５_１が設けられている。下側固定部５４_１と第１下アーム５１_１とが第１パイプ５７によって軸支され、これにより、第１下アーム５１_１が、台座２０に回動可能に連結されている。更に、第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１とが第２パイプ５８によって軸支され、これにより、第１上アーム５２_１が、第１下アーム５１_１に回動可能に連結されている。また、踏み板４０に設けられた上側固定部５５_１と第１上アーム５２_１とが第３パイプ５９によって軸支され、これにより、第１上アーム５２_１が踏み板４０に回動可能に連結されている。

第２リンク機構５０Ｂも同様に構成されている。台座２０には下側固定部５４_２が設けられ、踏み板４０の下面４０４には上側固定部５５_２が設けられている。下側固定部５４_２と第２下アーム５１_２とが第１パイプ５７によって軸支され、これにより、第２下アーム５１_２が、台座２０に回動可能に連結されている。更に、第２下アーム５１_２と第２上アーム５２_２とが第２パイプ５８によって軸支され、これにより、第２上アーム５２_２が、第２下アーム５１_２に回動可能に連結されている。また、第２上アーム５２_２と上側固定部５５_２とが第３パイプ５９によって軸支され、これにより、第２上アーム５２_２が踏み板４０に回動可能に連結されている。

図６に図示されているように、連結機構５０は、踏み板４０を傾斜させる際に第１リンク機構５０Ａ及び第２リンク機構５０Ｂが折り曲げられるように構成されている（図６には、第１リンク機構５０Ａのみが図示されている）。初期状態では、第１リンク機構５０Ａの第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１とがなす角が１８０°であり、第２リンク機構５０Ｂの第２下アーム５１_２と第２上アーム５２_２とがなす角が１８０°である。図６においては、第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１とがなす角が、α（alpha）として図示されている。踏み板４０を傾斜させる場合、第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１とがなす角及び第２下アーム５１_２と第２上アーム５２_２とがなす角が、１８０°よりも小さい角（典型的には、３０°〜５０°）になるように第１リンク機構５０Ａ及び第２リンク機構５０Ｂが折り曲げられる。

連結機構５０は、第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１とがなす角、及び、第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１とがなす角を、一時的に１８０°に固定する仮止め機構を備えている。

本実施形態では、第１リンク機構５０Ａの第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１とがなす角を仮に固定する仮止め機構として、図４Ｄ及び図６に図示されているように、第１下アーム５１_１の上端（第１上アーム５２_１に連結される端）に第１上アーム５２_１の第１下アーム５１_１に対する回動を制約するロック部材５６_１が接合される。ロック部材５６_１は、第１下アーム５１_１のＸ軸の正方向の側の面に接合されている。ロック部材５６_１により、第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１となす角αが、１８０°を超えないように制約される。更に、ロック部材５６_１の第１上アーム５２_１に対向する位置に永久磁石５７_１が埋め込まれる。永久磁石５７_１が第１上アーム５２_１に吸引力を作用することにより、第１下アーム５１_１と第１上アーム５２_１とがなす角が一時的に１８０°に仮止めされる。

同様に、第２リンク機構５０Ｂの第２下アーム５１_２と第２上アーム５２_２とがなす角を仮に固定する仮止め機構として、第２下アーム５１_２の上端（第２上アーム５２_２に連結される端）に第２上アーム５２_２の第２下アーム５１_２に対する回動を制約するロック部材５６_２が接合される。ロック部材５６_２は、第２下アーム５１_２のＸ軸の正方向の側の面に接合されている。ロック部材５６_２により、第２下アーム５１_２と第２上アーム５２_２となす角が、１８０°を超えないように制約される。更に、ロック部材５６_２の第２上アーム５２_２に対向する位置に永久磁石５７_２が埋め込まれる。永久磁石５７_２が第２上アーム５２_２に吸引力を作用することにより、第２下アーム５１_２と第２上アーム５２_２とがなす角が一時的に１８０°に仮止めされる。

本実施形態の転倒模擬装置１０は、上記されているような仮止め機構が設けられていることで、被験者が踏み板４０の上に乗った直後に踏み板４０が傾斜することを抑制することができる。

図７を参照して、ストッパ機構８０は、被験者が踏み板４０の上に乗った直後に移動部材３０がＸ軸の正方向に動き出すことを抑制し、移動部材３０の初期位置Ｐ_１に移動部材３０を仮に固定する役割を持つ。本実施形態では、ストッパ機構８０は、ロッド８１と、リンクピン８２と、ローラ８３と、ループ部材８４とを備えている。

ロッド８１の一端は、スライド機構６０のレール６１の端に取り付けられた終端部６３にリンクピン８２によって回動可能に連結されている。ロッド８１の他端には、ローラ８３とループ部材８４とが結合されている。

ローラ８３は、移動部材３０を仮に固定する際に移動部材３０に押し当てられる。ローラ８３は、ストッパ機構８０による移動部材３０の仮の固定を滑らかに解除するために用いられる。

ループ部材８４は、ロープ１００をロッド８１に結合するために用いられる。本実施形態では、ループ部材８４にロープ１００の端が固定される。

ストッパ機構８０は、下記のように動作する。初期状態では、ロッド８１が略水平方向に向けられ、ロッド８１のローラ８３が移動部材３０に押し当てられる。この状態では、付勢機構７０によって移動部材３０にＸ軸の正方向に与えられる付勢力がロッド８１によって支持され、移動部材３０が初期位置Ｐ_１に仮に固定される。ロープ１００が引かれると（矢印Ａ_３またはＡ_４を参照）、移動部材３０に接するロッド８１がリンクピン８２の周りに回動する。これにより、ロッド８１が移動部材３０から外れ、移動部材３０の仮の固定が解除される。このとき、ロッド８１の先端にローラ８３が取り付けられているので、ロッド８１を移動部材３０から滑らかに外すことができる。

図７を参照して、緩衝機構９０は、踏み板４０を移動部材３０と連結し、踏み板４０が傾斜する速度（即ち、踏み板４０の後端４０２が台座２０に向かって動く速度）を減速する機能を有している。言い換えれば、緩衝機構９０は、踏み板４０の動きを滑らかにする機能を有している。

一例としては、緩衝機構９０としては、ロッド９１とシリンダ９２とを備える流体式の（即ち、液体の粘性抵抗を利用して減衰力を生じさせる）ショックアブソーバが用いられる。ロッド９１の一端は、踏み板４０の下面４０４に設けられた固定部４０５に回動可能に連結されている。ロッド９１の他端は、シリンダ９２に挿入されてシリンダ９２の内部のピストン（図示されない）に連結されている。シリンダ９２のロッド９１が挿入されている端と反対の端は、移動部材３０の固定部３４３に回動可能に連結されている。

続いて、転倒模擬装置１０の動作について説明する。

図８Ａは、転倒模擬装置１０の動作における初期状態を示す正面図である。図８Ａに図示されているように、本実施形態の転倒模擬装置１０は、被験者が、踏み板４０の上面４０３に、つま先をＸ軸の正方向に向けて乗って使用する。初期状態では、移動部材３０がストッパ機構８０によって初期位置Ｐ_１に仮に固定されると共に、連結機構５０の第１リンク機構５０Ａ及び第２リンク機構５０Ｂが伸展された状態で仮止めされる。これにより、踏み板４０の上面４０３が水平面に実質的に平行に保持される。なお、被験者の安全を考慮して、転倒模擬装置１０の後方（Ｘ軸の負方向）にマットが配置されることが望ましい。

このとき、付勢機構７０は、バネ７１１、７１２に蓄積された弾性力によって移動部材３０をＸ軸の正方向に付勢しているが、ストッパ機構８０によって移動部材３０がＸ軸の負方向に支持されているので、移動部材３０は移動しない。

図８Ｂは、転倒模擬装置１０の動作における動作完了状態を示す正面図である。図８Ｂに図示されているように、ロープ１００が図８Ａの矢印Ａ_４又はＡ_５の方向に引かれると、転倒模擬装置１０の動作が開始される。詳細には、ロープ１００が引かれると、図８Ｂに図示されているように、ストッパ機構８０のロッド８１がリンクピン８２の周りに回動し、ストッパ機構８０による移動部材３０の仮の固定が解除される。移動部材３０は、付勢機構７０によってＸ軸の正方向に付勢されているので、移動部材３０の仮の固定が解除されると、移動部材３０は、Ｘ軸の正方向に移動する。

移動部材３０がＸ軸の正方向に移動すると、被験者Ｂの体重により踏み板４０に作用する重力と移動部材３０が緩衝機構９０を介して踏み板４０を引っ張る力とにより、第１リンク機構５０Ａ、第２リンク機構５０Ｂの仮止めが外れ、第１リンク機構５０Ａ、第２リンク機構５０Ｂが折り曲げられる。これにより、踏み板４０の後端４０２が台座２０に向けて近づくように踏み板４０が傾斜する。移動部材３０がＸ軸の正方向に移動すると同時に踏み板４０が傾斜するので、踏み板４０に乗っている被験者Ｂは、後方に（即ち、Ｘ軸の負方向に向けて）転倒する。

移動部材３０が移動してクッション機構１１０のアブソーバ１１２が壁部材７２に接触すると、移動部材３０は停止する（例えば、図５を参照）。このとき、アブソーバ１１２が衝撃を吸収するので、移動部材３０の停止がスムーズに行われる。更に、踏み板４０が移動部材３０の第１傾斜部材３５_１及び第２傾斜部材３５_２に当接することで、踏み板４０の傾斜も停止する。このとき、踏み板４０に緩衝機構９０が連結されているので、踏み板４０の傾斜及び停止はスムーズに行われる。

上記のように動作する転倒模擬装置１０は、繰り返しの使用が可能である。例えば、移動部材３０を初期位置に戻し、踏み板４０の上面４０３を水平面に実質的に平行に戻し、更に、ストッパ機構８０で移動部材３０を仮に固定することで、転倒模擬装置１０を初期状態に戻すことができる。転倒模擬装置１０を初期状態に戻した後は、再度に使用可能である。

以上に説明されているように、本実施形態の転倒模擬装置１０は、移動部材３０がＸ軸の正方向に移動すると共に、踏み板４０が傾斜することで、被験者Ｂの後方転倒（Ｘ軸の負方向への転倒）を有効に模擬することができる。

上述された転倒模擬装置１０の動作によって被験者Ｂを転倒させるためには、移動部材３０の移動速度が速いことが重要である。移動部材３０の移動速度が遅いと、被験者Ｂは転倒しない。

ここで、転倒模擬装置１０を繰り返し使用すると、スライド機構６０（リニアガイド）の可動ブロック６２の内部機構（例えば、ベアリング）が劣化し、レール６１上を移動する速度が徐々に低下していき、被験者Ｂを転倒させることができなくなることがあり得る。

このような問題に対応するために、図９Ａに図示されているように、転倒模擬装置１０が、移動部材３０の速度を計測する速度計１２０を付加的に備えることが好ましい。図９Ａの例では、速度計１２０は、角Ｕ字状（squared U-shape）の形状を有しており、速度計１２０は、移動部材３０の初期位置Ｐ_１に対してＸ軸の負方向に位置している。速度計１２０は、クッション機構１１０の第１棒部材１１３_１および第２棒部材１１３_２を覆うように配置されている。

図８Ｂは、速度計１２０の構成の一例を示す図である。図８Ｂの例では、速度計１２０は、赤外線センサ部１２１と、表示部１２２と、第１壁部１２３と、第２壁部１２４とを備える。赤外線センサ部１２１は、赤外線を第１壁部１２３と第２壁部１２４との間の空間１２５に出力している。速度計１２０は、赤外線を用いて、空間１２５を通過する物体の速度を計測する。図８Ａの例では、空間１２５を通過する物体は、連結部材１１１である。速度計１２０は、連結部材１１１の速度、言い換えれば移動部材３０の速度を計測して表示部１２２に表示する。例えば、使用者は、表示部１２２に表示された速度から転倒模擬装置１０のメンテナンスの必要性を認識することができる。メンテナンスの内容としては、例えば、スライド機構６０の可動ブロック６２の内部機構の調整、及び、付勢機構７０のバネ７１_１、７１_２の調整が挙げられる。

なお、速度計１２０の構成や配置は、移動部材３０の速度を計測可能である限り、上述の例に限定されない。

以上には、本発明の実施形態が具体的に記述されているが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。本発明が種々の変更と共に実施され得ることは、当業者には理解されよう。

１０ ：転倒模擬装置
２０ ：台座
３０ ：移動部材
３１ ：床部材
３２_１ ：第１壁部
３２_２ ：第２壁部
３３ ：天板
３４_１ ：第１連結部材
３４_２ ：第２連結部材
３５_１ ：第１傾斜部材
３５_２ ：第２傾斜部材
３６ ：ヒンジ
３７ ：ロープ通し具
４０ ：踏み板
４０Ａ ：仮想線
５０ ：連結機構
５０Ａ ：第１リンク機構
５０Ｂ ：第２リンク機構
５１_１ ：第１下アーム
５１_２ ：第２下アーム
５２_１ ：第１上アーム
５２_２ ：第２上アーム
５４_１、５４_２：下側固定部
５５_１、５５_２：上側固定部
５６_１、５６_２、５７_１、５７_２：永久磁石
５７ ：第１パイプ
５８ ：第２パイプ
５９ ：第３パイプ
６０ ：スライド機構
６１ ：レール
６２ ：可動ブロック
６３ ：終端部
７０ ：付勢機構
７１_１、７１_２：バネ
７２ ：壁部材
８０ ：ストッパ機構
８１ ：ロッド
８２ ：リンクピン
８３ ：ローラ
８４ ：ループ部材
９０ ：緩衝機構
９１ ：ロッド
９２ ：シリンダ
１００ ：ロープ
１１０ ：クッション機構
１１１ ：連結部材
１１２ ：アブソーバ
１１３_１ ：第１棒部材
１１３_２ ：第２棒部材
１２０ ：速度計
１２１ ：赤外線センサ部
１２２ ：表示部
１２３ ：第１壁部
１２４ ：第２壁部
１２５ ：空間
２０１ ：前端面
２０２ ：後端面
２０３ ：上面
２０４ ：側面
３１２ ：固定部材
３４３ ：固定部
４０１ ：前端
４０２ ：後端
４０３ ：上面
４０４ ：下面
４０５ ：固定部
３２１_１ ：内壁
３２１_２ ：内壁
３５１_１ ：傾斜面
３５１_２ ：傾斜面
７２１_１ ：貫通孔
７２１_２ ：貫通孔

Claims (9)

1. 台座と、
   特定の移動方向に移動可能であるように前記台座に連結された移動部材と、
   第１端において前記移動部材に連結された踏み板
   とを備え、
   前記踏み板は、前記移動部材から離れた第２端が前記台座に向かって移動可能であるように、前記移動部材に回動可能に連結されている
   転倒模擬装置。
2. 請求項１に記載の転倒模擬装置であって、
   前記移動部材を前記移動方向に向けて付勢する付勢機構を更に備える
   転倒模擬装置。
3. 請求項２に記載の転倒模擬装置であって、
   前記移動部材を所定の初期位置に仮に固定するストッパ機構を更に備えており、
   前記ストッパ機構による仮の固定が解除されると、前記移動部材が、前記付勢機構から受ける力によって前記移動方向に移動する
   転倒模擬装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の転倒模擬装置であって、
   更に、
   前記第１端から離れた位置において前記踏み板と前記台座とを連結する連結機構を備え、
   前記連結機構は、
   前記台座に回動可能に連結された第１アームと、
   前記踏み板に回動可能に連結された第２アーム
   とを備え、
   前記第１アームと前記第２アームとが回動可能に連結された
   転倒模擬装置。
5. 請求項４に記載の転倒模擬装置であって、
   前記連結機構が、前記第１アームと前記第２アームとがなす角を一時的に固定する仮止め機構を備えている
   転倒模擬装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の転倒模擬装置であって、
   前記移動部材が前記移動方向に移動する速度を計測する速度計を更に備える
   転倒模擬装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の転倒模擬装置であって、
   前記踏み板の回動によって前記踏み板が傾斜する速さを減速するように構成された緩衝機構を更に備える
   転倒模擬装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の転倒模擬装置であって、
   前記台座に結合された壁部材と、
   前記移動部材に結合されたアブソーバ
   とを具備し、
   前記アブソーバは、前記移動部材が移動すると前記壁部材に衝突するように前記移動部材に配置されており、
   前記アブソーバは、前記壁部材と衝突したときに生じる衝撃を吸収するように構成されている
   転倒模擬装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の転倒模擬装置の動作方法であって、
   被験者が前記踏み板の上面に載った状態で前記移動部材を前記移動方向に移動させることと、
   前記移動部材の前記移動方向への移動と同時に、前記踏み板の前記第２端が前記台座に近づくように前記踏み板を回動させること
   とを備える
   転倒模擬装置の動作方法。
   

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