JPS60122544A - 電子握力計 - Google Patents

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】 （８１技術分野 この発明は握力の練習や健康診断の握力測定に用いる電
子握力針に関する。

（ｂ）従来技術 従来、握力練習器を用いて握ったり離したりするのを繰
り返す握力トレーニングを行っているが、握ったり離し
たりする回数を被測定者自身或いは補助者が数えていた
ため、その回数を正確に数えるのに手間を要し握力トレ
ーニングや連続して複数回測定する握力測定をスムーズ
に行えない欠点があった。

ｔｅ１０１発明的 この発明の目的は、上記従来の欠点を解消して、圧力セ
ンサを用いて一回毎の測定完了を高精度で、且つ自動的
に検出して握力測定回数を計数し表示することにより、
トレーニング効果を定量的に把握でき、且つ握力測定を
スムーズに行なえる電子握力針を提供することにある。

（（０発明の構成 この発明の構成を第１ｒｙＪによって説明する。

圧力センサＡは、本体と可動部の間に介挿したバネの弾
性に抗して加えられた外力すなわち握力を電気信号に変
換し、その変換信号を出力読取り手段Ｂに出力する。出
力読取り手段Ｂによって圧力センサＡの出力は、前記可
動部の一行程に要する時間内で順次読み取られ、読み取
られた値は測定回数カウンタＣに与えられる。測定回数
カウンタＣは出力読取り手段Ｂによりて読み取った値が
前記本体に外力が与えられないときの値以下に減少した
回数を計数し、その計数値を表示器りに出力し、表示器
りはその計数値を握力測定回数として表示する。このよ
うにして、この発明は前記可動部をつかんで指を離すま
での一行程における握力変化を圧力センサＡによって測
定し、その測定値の変化から一回毎の握力測定の終了を
検出し、且つその回数をめて表示器りに表示させるよう
にしたものである。

（１１１１実施例 第２図はこの発明の実施例である電子握力針の概略構造
図、第３図は同電子握力計のブロック図−ドセルｌ、２
を用いたものであって、後述するようにロードセル１．
２によって測定した握力測定値に基づき一回毎の最大握
力測定値、最大握力測定値の総和、握力測定回数をめて
、表示するように構成されている０本体は逆Ｕ字形に形
成されたガイド片３と、ガイド片３の両端にロードセル
１．　２を介して固定された固定片４からなる。

ガイド片３の逆Ｕ字部外周に沿って圧縮バネ５が嵌めら
れている。圧縮バネ５の両端↓よ可動部６に連結されて
いて、可動部６はガイド片３の互いに平行な軸部に沿っ
て摺動する。このような構造において可動部６に指を引
掛け、本−と可動部６との間に介挿されてｂζる圧縮バ
ネ５６弾性に抗して握力を加え−とその握力の大きさに
応じてロードセル１．２の出力が変化ず乞。ガイド片３
および圧縮バネ５をカバーするケース部７には握力測定
値の最大値、その最大値の総和および測定回数を表示す
る表示面８と、電源オン・オフおよび表示面８の表示内
容を切り換える切換スイッチ９が設けられている。被測
定者がこの電子握力計を用いて握力測定を行う場合、固
定片４と可動部６をつかんで握ヤ締める。握力トレーニ
ングのために使用するときは上記の握って離す測定動作
を繰り返す。−回握って離す測定動作で可動部６の一行
程上記電子握力針の握力測定部の構成を第３図によって
説明する。

ロードセル１，２は外力（負荷）に応じて抵抗値が変化
する周知のものであって、その抵抗変化に応じたＣＲ時
定数で発振周波数が変わるように構成された発振器１０
に接続されている。ロードセル１．　２が取着されたガ
イド片３の両端部には固定片４を介して加えられた握力
を二分して受けるので、ロードセル１．２の抵抗値の変
化の和が握ガ変化に相当するように発振１１１０に接続
されてい名。発振器１０はロードセル１．　２の抵抗値
変化、すなわち握力変化に対応した発振周波数のパルス
ｐをＡＮＤゲート１２に出力する。このパルスｐはタイ
マ１１で規定されるサンプリング時間毎にパルスカウン
タ１３によって計紹される。

タイマ１１は切換スイッチ９を電源オフの位置から表示
モードａ　−ｃのいずれかの位置に切り換えたとき起動
し、パルスカウンタ１３のサンプリング時間を規定する
タイミング信号ｔをＡ’ＮＤゲート１２に出力するとと
もにパルスカウンタ１３にカウンタリセット信号ｔ１を
出力する。またタイマ１１は後述する最大値検出回路１
４にミパルスカウンタ１３の計数値をメモリに取り込む
ことを指示するタイミング信号ｔ２、そのメモリに取り
込んだ針数値を他のメモリに転送することを指示するタ
イミング信号ｔ３を与える。上記発振器ｌＯとタイマ１
１の動作を示すタイムチャートを第４図に示す。タイミ
ング信号ｔは時間Ｔ毎にオン、オフを繰り返す信号であ
って、オンのときパルスｐがパルスカウンタ１３に入力
きれ、そのパルス数がカウントされる。このようにパル
スカウンタ１３によって間欠的にサンプリングする時間
Ｔは例えば２５ミリ秒に予め設定される。パルスカウン
タ１３の計数値は前記最大値検出回路１４および後述の
無力検出回路１５に与えられる。

最大値検出回路１４の構成を第５図に示す。最大値検出
回路１４は固定片４と可動部６とを手で握ってから開く
までの可動部６の一行程において、サンプリング時間Ｔ
でサンプリングしたパルスカウンタ１３の各計数値の大
きさを比較し、その最大値を検出する回路である。サン
プリング時間Ｔ毎にパルスカウンタ１３で計数された計
数値は順次第１記憶回路２０に記憶されていく。すなわ
ち、タイミング信号ｔがオンからオフになったときタイ
マ１１より出力されるタイミング信号ｔ２が第１記憶回
路２０に与えられ、そのとき計数されている計数値が第
１記憶回路２０に取り込まれて記憶される。第２記憶回
路２１は前述の可動部６の一行程において順次パルスカ
ウンタ１３より取り込んだ計数値の最大値を記憶する回
路である。比較回路２２は第１記憶回路２０および第２
記憶回路２１にそれぞれ記憶している計数値を比斡して
、第２記憶回路２１の計数値が第１記憶回路２０の計数
値より小さいときハイ信号をＡＮＤゲート２３に出力す
る。

次に第４図と第５図を参照して最大値検出動作を説明す
る。第１記憶回路２０の出力はＡＮＤゲート２３に与え
られていて、比較回路２２の出力がハイになったとき、
そのとき第１記憶回路２０に記憶されている計数値が第
２記憶回路２１に転送され、第２記憶回路２１の記憶値
が更新される。また第１記憶回路２０の出力はＡＮＤゲ
ート２５、第２記憶回路２１の出力はＡＮＤゲート２４
に与えられるとともにＡＮＤゲー）２４．２５にはタイ
マ１１からのタイミング信号ｔ３が導入されている。Ａ
ＮＤゲート２４．２５の論理出力は比較回路２２に与え
られる。タイミング信号ｔ２がハイになって第１記憶回
路２ｏに新しい計数値が記憶された後、タイミング信号
ｔ３がハイになり、第１記憶回路２０および第２記憶回
路２．１にそれぞれ記憶されている記憶値の比較が行わ
れる。第２記憶回路２１に記憶している値が第１記憶回
路２０より大きいときは比較回路２２の出力がローにな
り第２記憶回路２１の記憶値は更新されない。比較回路
２２により計数値の比較が行われた後、前記カウンタリ
セット信号ｔ１が出力されパルスカウンタ１３はリセッ
トされる。

このようにして可動部６の一行程中の複数回のサンプリ
ングによって得られた計数値の最大値が検出される。ロ
ードセル１．２およびＱＪｉｌｌｔｌ。

によってサンプリング時間Ｔを基準時間としてその時間
内に出力されたパルスの数がそのとき本体に加えられた
外力に対応するパルスｐを発生させており、前記最大値
検出回路１４によって検出され最終的に第２記憶回路２
１に記憶された値はそのとき測定された握力の最大値に
相当する＝またパルスカウンタ１３の計数値は、第２記
憶回路２゜１をリセットするためのリセット信号Ｒを発
生するリセット回路２７に導入されている。リセット回
路２７はパルスカウンタ１３の計数値が予め設定した所
定値を越えたとき、第２記憶回路２１をリセットする一
定時間中のリセット信号Ｒを出力する。

無力検出回路１５は後述の減少回数カウンタ１６ととも
に本発明の測定回数カウンタＣを構成し、パルスカウン
タ１３の計数値の変化を読み取って、可動部６の一行程
の終了、すなわち−ツ分の測定完了を検出する回路であ
って、計数値が所定値Ａ以下に減少したとき一回の測率
完了と判定する公知の回路構成からなる。この無力検出
回路１５によって可動部６の一行程の完了を判定するた
より若干大きく設定される（Ａ＞Ｂ）。そして、リセッ
ト回路２７より発信されるリセット信号Ｒはパルスカウ
ンタ１３の値Ｃが上記の値Ｂより小さくなったときに発
信されるのではなく、値Ｃが値Ｂより小さい値から値Ｂ
を越えたときに一定時間ｒｐのパルスとして発信される
ようにしている。

固定片４と可動部６の間に握力を加えていき、最高点で
力を抜いていくと、リセット信号Ｒが発せられる無負荷
の状態にまで針数値が減少していくが、上記のように判
定レベルを設定しているので、リセット信号Ｒがオンに
なる前に無力検出回路１５により一回分の測定完了が検
出される。なお、第２記憶回路２１に記憶されている最
大握力測定値は、−行程が終わり次の行程が開始される
とき前記リセット信号Ｒによりリセットされる。このた
め、−行程が終了した時点で最大握力測定値を読み取る
ことができる。

無力検出回路１５は測定完了を検出したとき今傘巷−ｔ
−◆→パルスＫをＡＮＤゲート２６および減少回数カウ
ンタ１６に出力する。パルスＫがＡＮＤゲート２６に出
力されると、そのとき第２記憶回路２１に記憶されてい
る値が最大握力測定値Ｃｍａｘｉ（ｉ回目の測定におけ
る値）として最大値積算回路１７および表示切換回路１
８に与えられる。減少回数カウンタ１６は無力検出回路
１５から与えられるパルスＫを計数し、計数した値を握
力測定回数として表示切換回路１８に出方する。最大値
積算回路１７は無力検出回路１５によってｉ回目の測定
終了が検出される毎に最大値検出回路１４から最大握力
測定値Ｃｍａ　ｘ　ｉを導入して積算する周知の回路で
構成され、最大値の総和ΣＣｍａｘｉを表示切換回路１
８に出力する。表示切換回路１８は最大値検出回路１４
によって検出された最大握力測定値Ｃｍａ　ｘ　ｉ、減
少回数カウンタ１６によって計数された測定回数、最大
値積算回路１７によって積算された最大値の総和ΣＣｍ
ａ　ｘ　ｉの何れかを表示器１９に表示させるためのも
のであって、切換スイッチ９で表示モードａ　”−ｃを
設定することによりその設定位置に対応した表示値を表
示器１９に表示させる。すなわち、切換スイッチ９を表
示モード位置ａ　”−ｃにセントすると、それぞれのセ
ット位置に対応して表示面８には最大握力測定値、握力
測定回数、最大握力測定値の総和が表示される。連続し
て測定を行っている間、表示切換回路１８は減少回数カ
ウンタ１６、最大値積算回路１７から表示データを取り
出して表示させる。また表示切換回路１８は最大値検出
回路１４から転送された最大値を記憶保持するメモリを
含み、測定毎に最大値が転送されたときそのメモリを更
新し、常に最新の最大値を表示させる。

上記の構成にある握力測定部によって、上記の３つのデ
ータ、すなわち最大握力測定値、最大握力測定値の総和
および握力測定回数が測定され表示される。最大握力測
定値の表示を見て握力トレーニングをする場合、予め切
換スイッチ９を表示モードａの位置にセントしてお（、
トレーニング開始時の握り始めから徐々に力を加えてい
（と、所定レベルに達するまでリセット信号Ｒがオンし
て第２記憶回路２１はリセットされる。続いて握力を加
えていくとパルスカウンタ１３の計数値がサンプリング
されるとともにそのサンプリングデータから最大値の検
出が行われ、またリセット信号Ｒがオフして、検出され
た最大値が第２記憶回路２１に記憶されてい（。握力を
最高点まで加えて力を抜いていき、一定の値以下に下が
ったときパルスＫが最大値検出回路１４に出力される。

パルスＫが発生されると、前述したようにそのとき第２
記憶回路２１に記憶されている値が最大握力測定値とし
て表示される。上記の測定動作を繰り返すと、可動部６
の一行程が終了する毎に最大握力測定値が表示され、ま
た各最大値は順次最大値積算回路１７によって積算され
、且つその動作回数は減少回数カウンタ１６で計数され
る。所望の時点で切換スイッチ９を表示モードｂまたは
Ｃの位置に切り換えることにより、そのときまでに計数
或いは積算された握力測定回数、最大握力測定値の総和
の表示が得られる。

このようにして握力測定回数をロードセル１゜２を用い
て高精度に且つ自動的にめて表示することができ、した
がってこのような握力測定回数のデジタル表示によりデ
ータの読み取りをスムーズに行なえ、且つ握力トレーニ
ングの定量的効果を明確に把握するこができる。しかも
切換スイッチ９を切り換えることにより最大握力測定値
とその総和とが表示されるので、握力測定回数と併せて
三種類の表示データを利用することにより握力トレーニ
ングによる握力増強効果を格段に向上させることができ
る。さらに、このようなデジタル表示が行われるので、
上記電子握力計を健康診断の握力測定に使用する場合に
おいてもスムーズに握力測定値の読み取りを行え、握力
測定の円滑化を図れる。

上記の実施例ではロードセル１．　２からなる圧力セン
サを用いているが、圧電素子からなる圧力センサで握力
を測定するように構成してもよい。

上記の例で圧力センサに圧電素子を用いた場合の握力測
定部要部のブロック図を第６図に示す。圧電素子３０に
よって握力がアナログデータとして測定されるので、圧
電素子３０の出力を増幅器３ＩＡ／Ｄ変換回路３２を通
じてＡ／Ｄ変換してその変換データを最大値検出回路１
４、無力検出回路１５、リセット回路２７に与える。こ
の場合パルスカウンタを使用しないため前記カウンタリ
セット信号１１を必要とせず、タイミング信号発生回路
３３によって前記タイミング信号ｔ２．ｔ３を発生させ
るだけでよい。

さらに他の圧力センサの例として、外力に応じて容量が
変化する素子からなる容量変化型圧力センサを用い、そ
のセンサの出力を前記発振器１０に導入して握力の大き
さに対応したパルスを発生させるようにしてもよい。

前記第２図の例では可動部６を４本の指で把持する構造
であったが、第７図に示すように、４本の指別に可動部
を分割して各可動部毎に圧力センサを配置するようにし
てもよい。各術語に設けた可動部４１〜４４はケース部
４０より突出していて、ケース部４０内には各可動部の
端部と、基板５３に取着した圧力センサ４９〜５２との
間に圧縮バネ４５〜４８が介在している。可動部４１〜
４４の先端面に指を掛けて握り締めると、圧縮バネ４５
〜４８の弾性に抗して各指別の握力が圧力センサ４９〜
５２に加えられる。このようにして加えられた握力を各
可動部の一行程毎に圧力センサ４９〜５２で測定し、第
２図の実施例と冑様にして各圧力センサの出力の合計値
より最大値を判定し、ケース部４０の表示面（図示せず
）に最大握力測定値として表示させる。上記の電子握力
計では、各可動部に圧縮バネ４５〜４８が設けられてい
るので、各術語に力を加えることになる。このため、各
指による力の増減が握力値変化として現れ、その変化を
最大握力測定値のデジタル表示で明確にすることができ
、四指全体を増強させる握力トレーニングに用いること
ができる。

（ｆ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、可動部をつかんで指を
離す一回の測定動作の完了を圧力センサによって高精度
に且つ自動的に測定し、その測定動作の回数を計数して
表示するので、測定回数データの読み取りをスムーズに
行なえる。しかも連続して上記測定動作を繰り返す握力
トレーニングや握力測定において、表示器に表示された
測定回数データを利用して握力の増減を定量的に把握す
ることができ、これにより握力トレーニングによる握力
増強効果を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の構成を明示するための発明構成図、
第２図はこの発明の実施例である電子握力針の概略構造
図、第３図は同電子握力針の握力測定部のブロック図、
第４図は同握力測定部における握力測定値の最大値検出
動作を説明するためのタイムチャート、第５図は同握力
測定部の最大値検出回路１４周辺の構成を示すブロック
図、第６図はこの発明の圧力センサに圧電素子を用いた
一例を示す握力測定部要部のブロック図、第７図はこの
発明の可動部を四指毎に設けた一例を示す電子握力針の
概略構造図である。 １．２−（圧力センサとしての）ロードセル、３−ガイ
ド片、４−固定片、５−ｊＥ圧縮バネ６−可動部、８−
（表示器１９の）表示面。 出願人　久保田鉄工株式会社 代理人　弁理士　小森久夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１１　本体と可動部の間に介挿したバネの弾性に抗し
   て前記本体に加えられた握力を測定する装置において、
   前記本体に加えられた外力を電気信号に変換する圧力セ
   ンサと、前記圧力センサの出力を、前記可動部の一行程
   に要する時間内で順次読み取る出力読取り手段と、前記
   出力読取り手段によって読み取った値が前記本体に外力
   が与えられないときの値以下に減少した回数を計数する
   測定回数カウンタと、前記測定回数カリンクの計数値を
   握力測定回数として表示する表示器とを有してなる電子
   握力計。 （２）　前記圧力センサが圧電素子からなる特許請求の
   範囲第１項記載の電子握力針。 （３１前記圧力センサがロードセルを含み、且つ前記出
   力読取り手段がそのロードセルの出力を導入し前記本体
   に加えられた外力に対応したパルスを発生する発振器と
   、前記発振器のパルスを、前記可動部の一行程に要する
   時間を複数に分割した分割時間毎に計数し、その計数値
   を前記測定カウンタに出力するパルスカウンタとを含む
   特許請求の範囲第１項記載の電子握力針。