JPH0515457B2 - - Google Patents

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JPH0515457B2
JPH0515457B2 JP1304343A JP30434389A JPH0515457B2 JP H0515457 B2 JPH0515457 B2 JP H0515457B2 JP 1304343 A JP1304343 A JP 1304343A JP 30434389 A JP30434389 A JP 30434389A JP H0515457 B2 JPH0515457 B2 JP H0515457B2
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foot plate
foot
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drive system
force
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Kunimasa Tsucha
Masao Ito
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Combi Corp
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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凝問
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) 評価基準があい昧である。たとえば垂直跳び
では跳び上がつた高さが評価基準であるが、こ
れはパフオ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、簡易、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
ーの積算値）またはパワーを指標として測定す
る。パワーの発想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。
具体的には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、クリテイカ
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：７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、
当出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て
AEROBIKEおよびPOWERMAX（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1840771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インゲート・
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、リズミカルな運動のため傷害が
少ない、パワー発揮の効率がより等の特徴を有し
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
活で障害物を急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63−18103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基づいて被検
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
アジヤストが非常に難しく、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
べてフツ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、
単発性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
荷の存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、従来のようにフツ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
はフツ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
系ユニツトの上方に設けた被検着座用のシート
と、前記駆動系ユニツ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つて前
後にスライド可能に設けられたフツトプレート
と、前記駆動系ユニツト内に設けられ、前記フツ
トプレートの前後へのスライドに伴つて繰り出し
自在とされるロープと、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、前記フツトプ
レートに設けられた被検者の脚伸展時におけるフ
ツト荷重を検出するために設けられたフツト荷重
検出センサーと、前記駆動系ユニツト内の所定位
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、フツトプレートに対し極めて短時間の
全力キツクによつて瞬発力を測定するので、キツ
クによるごく自然な運動方式のため被検者の肉体
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
記の全力キツク運動により、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。
〔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１は駆動系ユニツト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
ユニツト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に沿つて前後にスライド
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
変化するフツトプレート５と、前記駆動系ユニツ
ト２内に設けられ、前記フツトプレート５の前方
へのスライドに伴つて繰り出されるロープ６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プ６をドラム７に巻き戻
すリターンスプリング８（該リターンスプリング
８の構成は図に示す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９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、前記フツトプレ
ート５に設けられた被検者Ｍの脚伸展時における
フツト荷重を検出するフツト荷重検出センサー１
１と、前記駆動系ユニツト２内の所定位置に設け
られた前記パウダーブレーキ１０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、前記フツト荷
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／sec〕、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、マイクロコンピユータと称する）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１
４ｂ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験者の体力、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、
前方に向かつ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に沿つて
前後にスライド可能に設けられたフツトプレート
５の起立角度αの変化は、フツトプレート５の裏
面に取り付けたブラケツト５ａの下部先端に装着
したガイドローラ５ｂを傾斜スライドレール４ｂ
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
たスプロケツト９ａと該スプロケツト９ａに巻き
回したチエーン９ｂを介して一方向回転をするフ
リーホイール９ｃ及び、該フリーホイール９ｃの
回転軸に装着したスプロケツト９ｄ及び該スプロ
ケツト９ｄに巻き回したチエーン９ｅを介して回
転されるスプロケツト９ｆから構成され、該スプ
ロケツト９ｆの回転軸は前記パウダーブレーキ１
０の出力軸になつている。
前記フツ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LED表示器１４ａと、ブザー１
４ｂ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１２を介してパルスカウンタ１６に供給され、
ここでサンプリング間隔毎に入力パルスを計数
し、フツトプレート５の踏み込み回数に応じたデ
ジタルデータをマイクロコンピユータ１３に供給
するように構成している。
前記マイクロコンピユータ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
スイツチ１７ａ及び１７ｂの諸データと共に、被
検者Ｍのフツ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／sec〕、
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ユータ１３は定電流電源ユニ
ツト１８を介して所定の信号を前記パウダーブレ
ーキ１０に入力し、パウダーブレーキ１０を制御
する。マイクロコンピユータ１３の各データはイ
ンターフエース回路１９を介してホストコンピユ
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は入力用
スイツチ、２２はスタートスイツチ、２３はリセ
ツトスイツチ、２４はレデイスイツチ、２５はプ
リンター、２６はテンキーであり、これらスイツ
チから被検者Ｍの諸データが入力され、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。
(1) 先ず、被検者Ｍはシート３に着座する前に、
自己の体力、運動神経等を考慮して、前述した
コントロールパネル１５上の所定のスイツチか
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に立設したフツトプレート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ツトプレート５に装着し、
両手は左右のハンドル３１をしつかりと握る。
ブザー１４ｂの合図で両足を前方に勢いよく蹴
り、フツトプレート５をスライドレール４の前
方位置へ押し出す。このフツトプレート５の蹴
り出し動作に伴い、該フツトプレート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
ロケツト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の稼働を通じてパウダーブレーキ
１０に伝達される。
(3) 以上によつて第１回のフツトプレート５のキ
ツクは終了する。
(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プ
６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、フツトプレート５が旧位置へ
自然に復帰する。
(5) 以下、上記のキツ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、前記キツク運動中の蹴り出しによる両
足の踏力荷重はフツ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１
０の回転は回転数検出センサー１２により正確
に検出され、検出された所定の検出信号はマイ
クロコンピユータ１３に入力され、マイクロコ
ンピユータ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) しかして、前記キツ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、フツトプレートに対し極めて短時間の
全力キツクによつて瞬発力を測定するので、キツ
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
記の全力キツク運動により、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図は駆動ユニツ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ツク図である。 １…脚伸展力による瞬発力測定装置、２…駆動
系ユニツト、３…シート、４…スライドレール、
５…フツトプレート、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…フツト荷重検出センサ
ー、１２…回転数検出センサー、１３…演算処理
装置、１４…表示装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動系ユニツトの上方に設けた被検者着座用
    のシートと、前記駆動系ユニツトの前方に延出し
    て設けたスライドレールと、該スライドレールに
    沿つて前後にスライド可能に設けられたフツトプ
    レートと、前記駆動系ユニツト内に設けられ、前
    記フツトプレートの前後へのスライドに伴つて繰
    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、前記フツトプレ
    ートに設けられた被検者の脚伸展時におけるフツ
    ト荷重を検出するために設けられたフツト荷重検
    出センサーと、前記駆動系ユニツト内の所定位置
    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 前記フツトプレートのスライドに伴つて繰り
    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 前記フツトプレートのスライドに伴つて繰り
    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つ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 前記フツ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 前記フツ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つて上方へ傾斜す
    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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