JPH03165744A - 脚伸展力による瞬発力測定装置 - Google Patents

脚伸展力による瞬発力測定装置

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JPH03165744A
JPH03165744A JP1304343A JP30434389A JPH03165744A JP H03165744 A JPH03165744 A JP H03165744A JP 1304343 A JP1304343 A JP 1304343A JP 30434389 A JP30434389 A JP 30434389A JP H03165744 A JPH03165744 A JP H03165744A
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    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/51—Force

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人間の体力を測定する装置に関する。
特に、パワー理論に基づいて、被検者の脚伸展力により
動的に単発性脚筋力の瞬発力を測定する装置に関し、動
作的には垂直跳びのような動的な単発性多関節運動の瞬
発力を測定する測定装置に関する。
（従来の技術］ 従来の体力診断テスト、たとえば垂直跳び、反復跳び、
背筋テストについてはつぎのような疑問が提示されてい
る。
（１）各機能が分断されて評価されるため総合評価への
リンクがむずかしい。
（２）評価基準があい味である。たとえば垂直跳びでは
跳び上がった高さが評価基準であるが、これはパフォー
マンスの指標であり、体力の指標としては間接的、代替
的なものである。
（３）統一的な科学的裏付けがない。
（４）非日常的な動作を伴い、負荷も大きく、傷害が発
生しやすい。
一方、近年体力への関心が高まり、筒易、安全かつ正確
に体力を測定する方法および装置が要望され、パワー理
論による体力の指標づくりの検討が行われている。
パワー理論では体力をエネルギーの容量（パワーの積算
偵）またはパワーを指標として測定する。
パワーの発現形態を生体内のエネルギー発現機構に応じ
て分類し、それぞれのパワーの発現形態ごとに、対応す
るエネルギー発現機構を維持させながらパワーの上限値
を測定し、エネルギー発現機構ごとの体力の指標にして
いる。
具体的に仲つぎのように測定する。
（ａ）有酸素性エネルギー機構 持続時間：無限大 上限値パワー評価：最高心拍数の７５％に相当する心拍
数でのパワー等 エネルギー発生の主要因：酸素 （ｂ）乳酸系無酸素性エネルギー機構 持続時間：３０秒程度 上限値パワー評価：平均パワー、クリティカルパワー等 エネルギー発生の主要因：グリコーゲン（ｃ）非乳酸系
無酸素性エネルギー機構持続時間ニア秒程度 上限値パワー評価＝５〜６秒前後のピークパワーのうち
スピード、発現力で決まる最適値 エネルギー発生の主要因：ＡＴＰ−ＣＰ系化学エネルギ
ー 前記（ａ）および（Ｃ）のエネルギー機構については、
当山願人により自転車エルゴメータを用いた測定装置が
実用化されており（特公平１−４２６９４号参照）、こ
の技術を応用した装置とし７ＡＥＲＯＢ　Ｉ　ＫＥおよ
びＰＯＷＥＲＭ、ＡＸ　（双方ともコンビ株式会社の登
録商標及び出願中の商標で、前者は登録第１８４０７７
１号、後者は商公昭６１−４２３４８号）が知られてい
る。
（ｂ）のエネルギー機構についてはウィンゲート・テス
トが知られている。
このように自転車エルゴメータを主体とした被検者の瞬
発パワー測定装置はペダル動作が日常的な走運動に近い
、リズミカルな連動のため傷害が少ない、パワー発揮の
効率がよい等の特徴を有している。
一方、自転車のような連続性脚筋力運動、あるいはその
他の同じような多関節運動でも、日常生活で障害物を象
、によける等の動作に於いては、動的で、しかも単発性
脚筋力の瞬発力も重要な要素となる。単発性脚筋力の瞬
発力の測定装置としては、従来、たとえば実開昭（１３
−１８１０３号のように、脚伸展力を油圧シリンダー乃
至空気シリンダーで受け、該シリンダーの変化データに
茫づいて被検者の体力を測定するものが有る。
しかし前記脚伸展力測定装置はシリンダー等のアジャス
トが非常番こ難しく、しかも負荷が速度により変化する
ため瞬発力の正確な測定がむずかしく、また油圧シリン
ダーでは油圧の応答時間が遅いため正確な測定結果が得
られないという欠点を有していた。
〔発明の目的と解決しようとする課題〕本発明は以上の
事情を考慮してなされたものであり、パワー理論に基づ
いて、測定系の不安定な箇所を極力少なくし、瞬発力の
正確な測定を行おうとするものである。
慣性によるパワー測定への影響をできるだけ少なくする
ためにパウダーブレーキを用い、従来の非乳酸系無酸素
エネルギー機構のパワー測定に比べてフットプレートの
蹴り出し時間を可能な限り短くし、被験者の測定に対す
る負担を軽減させ、単発外脚筋力の瞬発力を測定するこ
とのできる脚伸展力による瞬発力測定装置を提供するこ
とを目的としている。
また、負荷の印加形態としては、油圧方式、あるいはダ
イナモ方式等のように踏力速度により負荷の大きさを変
える方式ではなく、定トルクの負荷を与える方式を採用
し、これにより測定中の負荷の変化を無くし、測定の安
定化を図る脚伸展力による瞬発力測定装置を提供するこ
とを目的としている。
さらにまた、脚伸展中は足裏の屈折角度が変わるため、
従来のようにフットプレートの角度を固定的にすると踏
力が不安定になるので、本発明ではフットプレートの角
度を脚伸展に追随させて自動的に対応する脚伸展力によ
る瞬発力測定装置を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明では以上の目的を達成するために、駆動系ユニッ
トの上方に設けた被検者着座用のシートと、前記駆動系
ユニットの前方に延出して設けたスライドレールと、該
スライドレールに沿って前後にスライド可能に設けられ
たフットプレートと、前記駆動系ユニット内に設けられ
、前記フットプレートの前後へのスライドに伴って繰り
出し自在とされるローブと、前記ローブの繰り出しに連
動して回転される伝達装置と、該伝達装置により回転さ
れるパウダーブレーキと、前記フットプレートに設けら
れた被検者の脚伸展時におけるフット荷重を検出するた
めに設けられたフット荷重検出センサーと、前記駆動系
ユニット内の所定位置に設けられた前記パウダーブレー
キの回転数を検出するために設けられた回転数検出セン
サーと、これら両検出センサーで検出した検出信号より
被検者の脚伸展時の平均速度、平均筋力、平均パワーピ
ークパワーを演算する演算処理装置と、該演算処理装置
により抽出される演算処理データを視覚的乃至聴覚的に
認識させるために設けられた表示装置とで構成する。
［作用］ 本発明は上記の構成を採用したので、特に定トルク低慣
性の負荷機構としてはパウダーブレーキを採用し、フッ
トプレートに対し極めて短時間の全カキツクによって瞬
発力を測定するので、キックによるごく自然な運動方式
のため被験者の肉体的負担は少なく、しかも被験者の脚
伸展力測定は簡単で、その瞬発力の測定精度も非常に高
い、上記の全カキツク運動により、動作的には垂直跳び
のような動的な単発性多関節運動の瞬発力を４（１１定
することができる。
〔実施例］ 以下、第１図乃至第６図に基づいて本発明に係る脚伸展
力による瞬発力測定装置の一実施例を詳細に説明する。
同図中、１は脚伸展力による瞬発力測定装置の全体構成
を示したものであり、該脚伸展力による瞬発力測定装置
ｌは駆動系ユニット２の上方に設けた被検者Ｍの着座用
のシート３と、前記駆動系ユニット２の前方に延出した
スライドレール４と、該スライドレール４に沿って前後
にスライド可能に設けられ、かつ被検者Ｍの脚伸展に伴
い変化する足裏の角度の変化に追随して起立角度αが変
化するフットプレート５と、前記駆動系ユニット２内に
設けられ、前記フットプレート５の前方へのスライドに
伴って繰り出されるロー１６を巻き回したドラム７と、
該ドラム７の側部に設けられ繰り出された前記ローブ６
をドラム７に巻き戻すすターンスプリング８（該リター
ンスプリング８の構成は図に示ように筒状スプリングが
採用されている）と、前記ドラム７の一方向の回転を伝
達する伝達装置つと、該伝達装置９により回転されるパ
ウダーブレーキ１０と、前記フットブレー１・５に設け
られた被検者Ｍの脚伸展時におけるフット荷重を検出す
るフット荷重検出センサー１１と、前記駆動系ユニット
２内の所定位置に設けられた前記パウダーブレーキｌＯ
の回転数を検出する回転数検出センサー１２（該回転数
検出センサー１２は第２図に示す如く、パウダーブレー
キ１０の側部に配置されている）と、前記フット荷重検
出センサー１１及び回転数検出センサー１２で検出した
検出信号から被検者Ｍの脚伸展時の平均速度（ｍ／ｓｅ
ｃ　）　、平均踏力（ｋｇ）　、平均パワー〔Ｗ〕、ピ
ークパワー（Ｗ）をパワー理論に基づいて演算する演算
処理装置１３と、該演算処理装置１３（以下、マイクロ
コンピュータと称する）により抽出される演算処理デー
タを視覚的乃至聴覚的に認識させる為の表示装置１４（
第５図及び第６図に示す如く、ＬＥＤ表示器１４ａとブ
ザー１４ｂ等で構成されている）とで構成されている。
前記パウダーブレーキ１０は、定トルク低慣性の負荷機
能を有するために被検者の体力、即ち踏力に比例した忠
実なデータを得ることが可能であるので、本発明では負
荷装置として採用した。
前記スライドレール４は左右に配置する水平なスライド
レール４ａ、４ａと、中央に配置され、前方に向かって
上方へ傾斜する傾斜スライドレール４ｂとで構成され、
スライドレール４に沿って前後にスライド可能に設けら
れたフットプレート５の起立角度αの変化は、フットプ
レート５の裏面に取り付けたブラケット５ａの下部先端
に装着したガイドローラ５ｂを（頃斜スライドレール４
ｂに嵌合することによりなされる。
尚、図中３１は被検者Ｍが着座姿勢を安定させるために
手で握るハンドルである。
前記ドラム７の回転を最終的にパウダーブレーキ１０に
伝達する伝達装置９は、第２図及び第３図に示した如く
、ドラム７の回転軸７ａに装着したスプロケット９ａと
１亥スブロゲント９ａに巻き回したチェーン９ｂを介し
て一方向回転をするフリーホイール９Ｃ及び、二亥フリ
ーホイール９Ｃの回転軸に装着したスプロケッ）９ｄ及
び該スプロケット９ｄに巻き回したチェーン９ｅを°介
して回転されるスプロケット９ｆから構成され、該スプ
ロケット９ｆの回転軸は前記パウダーブレーキＩＯの出
力軸になっている。
前記フット荷重検出センサー１１と、回転数検出センサ
ー１２と、被検者Ｍの脚伸展時の平均速度（ｍ／ｓｅｃ
　）　、平均踏力（ｋｇ）　、平均パワー〔Ｗ〕、ピー
クパワー（Ｗ）を視覚的乃至聴覚的に認識させる為のＬ
ＥＤ表示器１４ａと、ブザー１４ｂ等は、第１図及び第
４図に示す如く、スライドレール４の前部に取り付けら
れたコントロールパネル１５に装備されている。パウダ
ーブレーキ１０からの回転検出パルスは、回転数検出セ
ンサーＬ２を介してパルスカウンタ１６Ｌこ供給され、
ここでサンプリング間隔毎に人力パルスを計数し、フッ
トプレート５の踏み込み回数に応したデジタルデータを
マイクロコンピュータ１３に供給するように構成してい
る。
前記マイクロコンピュータ１３では、第５図及び第６図
に示す如く、前記検出データ以外の各種スイッチ１７ａ
及び１７ｂの諸データと共に、被検者Ｍのワット荷重検
出センサー１１及び回転数検出センサー１２から検出さ
れたデータが入力され、パワー理論に基づいて所定の演
算処理がなされ、被検者Ｍの脚伸展時の平均速度（ｍ／
５ｅＣ）、平均踏力（ｋｇ）　、平均パワー〔Ｗ］、ピ
ークパワー　（Ｗ）等が前記表示装置１４に表示される
。また、前記マイクロコンピュータ１３は定電流電源ユ
ニット１８を介して所定の信号を前記パウダーブレーキ
ＩＯに入力し、パウダーブレーキ１０を制御する。マイ
クロコンピュータ１３の各データはインターフェース回
路１９を介してホストコンピュータ（図では省略）に接
続され、測定結果が管理される。
第５図中、２０はタイマ表示器、２１は人力用スイッチ
、２２はスタートスイッチ、２３はリセットスイッチ、
２４はレディスイッチ、２５はプリンター、２６はテン
キーであり、これらスイッチから被験者Ｍの諸データが
人力され、所望のパラメータが設定されるように構成さ
れている。
以下、上記の実施例に基づいて本発明゛に係る脚伸展力
による瞬発力測定装置の使用要領と作用を詳細に説明す
る。
（＋）先ず、被検者Ｍはシート３に着座する前に、自己
の体力、運動経験等を考慮して、前述したコントロール
パネル１５上の所定のスイッチから測定に要する所望の
パラメータ（体重等）を入力する。
（２）次に、シート３に姿勢を正して着座し、スライド
レール４に立設したフットプレート５を被検者Ｍの手前
に引き寄せ、被検者Ｍは足を折り曲げた状態で足をフッ
トプレート５に装着し、両手は左右のハンドル３１をし
っかりと握る。ブザー１４ｂの合図で両足を前方に勢い
よく蹴り、フットプレート５をスライドレール４の前方
位置へ押し出す。このフットプレート５の蹴り出し動作
に伴い、該フットプレート５に連結したロープ６が勢い
よく繰り出され、ドラム７はリターンスプリング８に抗
して回転し、該ドラム７の回転は伝達装置９を介して、
即ちスプロケット９ａ→チエーン９ｂ→フリーホイール
９Ｃ→スプロケツト９ｄ→チエーン９ｅ→スプロケツト
９ｆの稼働を通してパウダーブレーキＩＯに伝達される
。
（３）以上によって第１回のフットプレート５のキンク
は終了する。
（４）次に、被検者Ｍは前方に蹴り出した両足を元の状
態に折り曲げるようにすると、リターンスプリング８の
弾性力により繰り出されたロー１６がドラム７へ巻き戻
され、ロープ６が不自然に弛むことなく、フットプレー
ト５が旧位置へ自然に復帰する。
（５）以下、上記のキック運動を予め設定した時間内に
所定の回数を繰り返し行う。
（６）一方、前記キック運動中の蹴り出しによる両足の
踏力荷重はフット荷重検出センサー１１により正確に検
出され、またパウダーブレーキＩＯの回転は回転数検出
センサー１２により正６′σに検出され、検出された所
定の検出信号はマイクロコンピュータ１３に人力され、
マイクロコンピュータ１３がパワー理論に基づいて、被
検者Ｍの脚伸展時の平均速度（ｍ／ｓｅｃ　）　、平均
踏力（ｋｇ）　、平均パワー〔Ｗ〕、ピークパワー（Ｗ
）を測定し、コントロールパネル１５に配置したＬＥＤ
表示器１４ａに表示されると共に、プリンター２５から
出力される。
（７）シかして、前記キンク運動は予定時間のタイムオ
ーバーを表示するブザー１４ｂの報知により終了する。
〔発明の効果］ 以上詳細に説明した如く、本発明によれば定トルク低慣
性の負荷機構としてはパウダーブレーキを採用し、フッ
トプレートに対し極めて短時間の全カキツクによって瞬
発力を測定するので、キックによるごく自然な運動方式
のため被験者の肉体的負担は少なく、しかも被験者の脚
伸展力測定は簡単で、その瞬発力の測定精度も非常に高
い。上記の全カキツク運動により、動作的には垂直跳び
のような動的な単発性多関節運動の瞬発力を測定するこ
とができる等、種々の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る脚伸展力による瞬発力測定装置の
一実施例を示す全体斜視図、第２図及び第３回は駆動ユ
ニント内部の構成を示す要部斜視図、第４図は全体の側
面図、第５図はコントロールパネルの斜視図、第６図は
演算処理装置を中心とする制御部を示すブロック図であ
る。 １・・・脚伸展力による瞬発力測定装置、２・・・駆動
系ユニット、３・・・シート、４・・・スライドレール
、５・・・フットプレート、６・・・ロープ、７・・・
ドラム、８・・・リターンスプリング、９・・・伝達装
置、１０・・・パウダーブレーキ、１１・・・フット荷
重検出センサ、１２・・・回転数検出センサー、１３・
・・演算処理装置、１４・・・表示装置。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）駆動系ユニットの上方に設けた被検者着座用のシ
    ートと、前記駆動系ユニットの前方に延出して設けたス
    ライドレールと、該スライドレールに沿って前後にスラ
    イド可能に設けられたフットプレートと、前記駆動系ユ
    ニット内に設けられ、前記フットプレートの前後へのス
    ライドに伴って繰り出されるロープと、前記ロープの繰
    り出しに連動して回転される伝達装置と、該伝達装置に
    より回転されるパウダーブレーキと、前記フットプレー
    トに設けられた被検者の脚伸展時におけるフット荷重を
    検出するために設けられたフット荷重検出センサーと、
    前記駆動系ユニット内の所定位置に設けられた前記パウ
    ダーブレーキの回転数を検出するために設けられた回転
    数検出センサーと、これら両検出センサーで検出した検
    出信号より被検者の脚伸展時の平均速度、平均筋力、平
    均パワー、ピークパワーを演算する演算処理装置と、該
    演算処理装置により抽出される演算処理データを視覚的
    乃至聴覚的に認識させるために設けられた表示装置とを
    具備したことを特徴とする脚伸展力による瞬発力測定装
    置。
  2. （２）前記フットプレートのスライドに伴って繰り出さ
    れるロープはドラムに巻き回され、該ドラムの回転が伝
    達装置に伝達されるように構成したことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の脚伸展力による瞬発力測定装
    置。
  3. （３）前記フットプレートのスライドに伴って繰り出さ
    れるロープは、前記ドラムに取り付けられたリターンス
    プリングによって巻き戻されるように構成したことを特
    徴とする特許請求の範囲第２項記載の脚伸展力による瞬
    発力測定装置。
  4. （４）前記フットプレートはスライドに伴い被検者の足
    裏の角度の変化に追随して起立角度が変化するように構
    成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
    ３項記載の脚伸展力による瞬発力測定装置。
  5. （５）前記フットプレートの起立角度の変化は、前記ス
    ライドレールを前方に向かって上方へ傾斜するように構
    成したことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の脚
    伸展力による瞬発力測定装置。
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