特開 2024-2434 上肢機能測定器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024002434

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】上肢機能測定器

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20231228BHJP

   G01L 3/10 20060101ALI20231228BHJP

   A63B 23/16 20060101ALI20231228BHJP

   A63B 23/14 20060101ALI20231228BHJP

   A63B 21/045 20060101ALI20231228BHJP

   A61B 5/22 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

A61B5/11 230

G01L3/10 311

A63B23/16

A63B23/14

A63B21/045

A61B5/22 280

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022101598

(22)【出願日】2022-06-24

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-10-28

(71)【出願人】

【識別番号】515263989

【氏名又は名称】株式会社計測工業

(71)【出願人】

【識別番号】522254033

【氏名又は名称】今井 亮太

(74)【代理人】

【識別番号】110001597

【氏名又は名称】弁理士法人アローレインターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】芝 雄大

(72)【発明者】

【氏名】今井 亮太

【テーマコード（参考）】

4C038

【Ｆターム（参考）】

4C038VA04

4C038VA05

4C038VB11

4C038VB12

4C038VC20

(57)【要約】

【課題】 上肢機能の変化を正しく評価することができる上肢機能測定器を提供する。
【解決手段】 本体１０と、本体１０に固定された固定軸２０と、使用者の上肢による操作により回転自在となるように本体１０に支持された回転軸３０と、回転軸３０のねじりトルクが所定の開封トルクに達するまで固定軸２０と回転軸３０とを相対回転不能に連結するトルククラッチ４０と、固定軸２０または回転軸３０のねじりトルクを検出するトルクセンサ５０とを備える上肢機能測定器１である。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体と、
前記本体に固定された固定軸と、
使用者の上肢による操作により回転自在となるように前記本体に支持された回転軸と、
前記回転軸のねじりトルクが所定の開封トルクに達するまで前記固定軸と前記回転軸とを相対回転不能に連結するトルククラッチと、
前記固定軸または前記回転軸のねじりトルクを検出するトルクセンサとを備える上肢機能測定器。

【請求項2】

前記本体は、ボトル形状の容器からなり、内部に前記固定軸が収容されており、
前記回転軸は、一端側が前記トルククラッチを介して前記固定軸に連結され、前記本体の外部に配置されるボトルキャップ状の操作部が他端側に固定されている請求項１に記載の上肢機能測定器。

【請求項3】

前記トルクセンサは、ひずみゲージ式であり、前記固定軸の外周面に貼付されている請求項１または２に記載の上肢機能測定器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上肢機能測定器に関する。

【背景技術】

【0002】

手や指などの機能回復を目的とした上肢用の訓練器具が従来から知られている。例えば、特許文献１には、基台に設けられた円筒部材にキャップ部材を螺合し、このときの回転動作により手首部分の障害を回復させる機能訓練装置が開示されている。この機能訓練装置は、キャップ部材の回転開始から停止までの所要時間を計測器により計測することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平６－７５５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の機能訓練装置は、キャップ部材の回転動作の所要時間から機能回復の程度を把握できるとされているが、単なる所要時間の計測のみでは上肢機能の回復や向上を正しく評価することが困難であった。

【0005】

そこで、本発明は、上肢機能の変化を正しく評価することができる上肢機能測定器の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の前記目的は、本体と、前記本体に固定された固定軸と、使用者の上肢による操作により回転自在となるように前記本体に支持された回転軸と、前記回転軸のねじりトルクが所定の開封トルクに達するまで前記固定軸と前記回転軸とを相対回転不能に連結するトルククラッチと、前記固定軸または前記回転軸のねじりトルクを検出するトルクセンサとを備える上肢機能測定器により達成される。

【0007】

この上肢機能測定器において、前記本体は、ボトル形状の容器からなり、内部に前記固定軸が収容されていることが好ましく、前記回転軸は、一端側が前記トルククラッチを介して前記固定軸に連結され、前記本体の外部に配置されるボトルキャップ状の操作部が他端側に固定されていることが好ましい。

【0008】

前記トルクセンサは、ひずみゲージ式であり、前記固定軸の外周面に貼付されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の上肢機能測定器によれば、上肢機能の変化を正しく評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る上肢機能測定器の正面図である。

【図2】図１に示す上肢機能測定器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、発明の一実施形態に係る上肢機能測定器の正面図であり、図２は、図１に示す上肢機能測定器の断面図である。図１および図２に示すように、上肢機能測定器１は、本体１０、固定軸２０、回転軸３０、トルククラッチ４０およびトルクセンサ５０を、主な構成要素として備えている。

【0012】

本体１０は、ボトル形状の容器からなり、上部に開口部１２が形成されている。開口部１２の上方には、平面視が円形のボトルキャップ状の操作部３１が配置される。図１に示すように、上肢機能測定器１は、本体１０および操作部３１によって、全体として飲料用のペットボトルを模した形状を有している。

【0013】

図２に示すように、固定軸２０は、本体１０の内部に収容されており、下端部が本体１０の底部１１に設けられた固定部材２１に挟持されて、本体１０の底部１１の中央から鉛直に起立するように固定されている。

【0014】

回転軸３０は、固定軸２０の上方に同軸状に配置されており、下端部がトルククラッチ４０を介して固定軸２０の上部に連結されている。回転軸３０の上部は、本体１０の開口部１２を介して上方に突出しており、本体１０の外部に配置される上記の操作部３１が固定されている。回転軸３０は、軸受１３，１４によって、本体１０に回転自在に支持されている。

【0015】

操作部３１は、本実施形態では親指と人差し指とで摘める程度の大きさとしているが、掌全体で掴める程度、あるいは、両手で把持できる程度の大きさ・形状であってもよく、上肢の運動機能を測定しようとする部位（指、手、腕など）に応じて適宜定めることができる。操作部３１は、必ずしも回転軸３０と別体である必要はなく、回転軸３０の上部自体を操作部３１とすることもできる。

【0016】

トルククラッチ４０は、固定軸２０が貫通する貫通孔がそれぞれ形成された受板４１および第１クラッチ板４２と、これら受板４１および第１クラッチ板４２の間に保持されるクラッチばね４３とを備えている。受板４１は、貫通孔の内周面に、固定軸２０の外周面に形成された雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されており、固定軸２０に沿って上下動させることができる。第１クラッチ板４２は、固定軸２０に対して相対移動可能となるように、クラッチばね４３により支持されている。

【0017】

トルククラッチ４０は、回転軸３０の下端に固定された第２クラッチ板４４と、第１クラッチ４２および第２クラッチ板４４の間に介在されるボール４５とを更に備えている。第１クラッチ４２および第２クラッチ板４４は、互いに対向する面に凹部４２ａ，４４ａがそれぞれ形成されており、凹部４２ａ，４４ａ内にボール４５が収容されることにより、固定軸２０および回転軸３０が相対回転不能に連結される。そして、操作部３１の回転操作により、回転軸３０のねじりトルクが所定の開封トルクに達すると、第２クラッチ板４４がクラッチばね４３の付勢力に抗してボール４５を下方に押圧することで、第２クラッチ板４４の凹部４４ａからボール４５が押し出されて、回転軸３０が回転可能となる。

【0018】

受板４１は、複数の歯部が外周面に形成されており、図１に示すように、本体１０内に回転自在に支持されて一部が窓部から露出する位置調整用ギア４６と噛合している。位置調整用ギア４６は、正逆回転により受板４１を回転させて、所望の高さ位置に保持されるように上下動させることができ、これによってクラッチばね４３の付勢力を調整して、上記の開封トルクを所定の値に設定することができる。

【0019】

トルククラッチ４０の構成は、必ずしも本実施形態のものには限定されず、例えば、ボールプランジャを利用した構成や、電磁クラッチなど、回転軸３０のねじりトルクが所定の開封トルクに達するまで固定軸２０と回転軸３０とを相対回転不能に連結可能な公知の構成を採用することができる。

【0020】

トルクセンサ５０は、ひずみゲージ式であり、固定軸２０の外周面に貼付されて回転軸３０から固定軸２０に伝達されたトルクを検知し、トルクの大きさに応じた電気信号を出力する。トルクセンサ５０からの出力信号は、アンプおよびＡ／Ｄ変換器を有する信号処理部５１および取出部１９を経て、本体１０の外部に有線で出力され、例えば、演算装置等を備える表示装置（図示せず）に送信される。表示装置は、ねじりトルク値として数値やグラフ等で画面表示して記録することができる。表示装置は、本体１０と別体であってもよく、あるいは、本体１０の側面等に一体化させてもよい。信号処理部５１を経た信号は、表示装置に送信する代わりに、使用者の携帯端末等に無線で送信することもできる。

【0021】

本実施形態においては、トルクセンサ５０および信号処理部５１を別体としているが、トルクセンサ５０および信号処理部５１が一体化されたものを使用してもよい。トルクセンサ５０は、固定軸３０に貼付する代わりに回転軸２０に貼付してもよい。トルクセンサ５０の種類は、固定軸２０と回転軸３０とが連結された状態で、固定軸２０または回転軸３０のねじりトルクを算出可能なものであればよく、ひずみゲージ式以外に、磁歪式、位相差式、機械式などを例示することができる。

【0022】

本実施形態の上肢機能測定器１は、使用者が一方の手で本体１０を把持し、他方の手の親指と人差し指で操作部３１を摘んで回転させようとすると、回転軸３０には、固定軸２０と相対回転不能に連結された状態で、操作部３１の回転方向の力に応じたねじりトルクが発生する。回転軸３０のねじりトルクが所定の開封トルクに達すると、トルククラッチ４０の解放により固定軸２０と回転軸３０との連結状態が解除され、回転軸３０のねじりトルクが低下する。このような操作部３１の操作は、飲料用ペットボトルの開封操作と同様であり、使用者は、トルククラッチ４０の解放により操作部３１が開封（回転開始）された際のクリック感により、測定が終了したことを容易に把握することができる。

【0023】

操作部３１の開封操作の開始から実際に開封されるまでのトルクセンサ５０の検出信号は、ねじりトルク値の時系列データとして出力することができ、この測定データを表示・記録することができる。したがって、操作部３１の開封に要した時間だけでなく、開封までに操作部３１に作用した力やその時間変化を明らかにすることができ、更には、機能測定を行った回数等を把握することもできるので、このような測定データを定期的に取得することで、運動機能の向上や回復などの変化を正しく評価することが可能になる。また、使用者は、操作部３１の開封をモチベーションとして力を加え続けることで、リハビリ効果を得ることもできる。

【0024】

測定が終了した後は、トルククラッチ４０をリセットして、固定軸２０と回転軸３０とを相対回転不能に連結することで、繰り返し測定を行うことができる。開封トルクを変更する際には、受板４１を固定軸２０に沿って上下動させることで、リハビリの強度に合わせて開封トルク値を適宜調整することができる。

【符号の説明】

【0025】

１ 上肢機能測定器
１０ 本体
２０ 固定軸
３０ 回転軸
３１ 操作部
４０ トルククラッチ
５０ トルクセンサ

【図1】

【図2】