(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の第１指とその他の指１本で形成したＯリングの挟圧力を測定する装置であって、Ｏリング測定用の一対の擬似手指と、この擬似手指を左右に拡開するための一対のシリンダ及びピストンと、このピストンの動作を制御するためのエア回路を備え、上記シリンダに対するエアによる加圧によって上記一対のピストンが左右に拡開するよう一対のシリンダおよびピストンを配置し、上記エア回路に空気を供給するためのエア供給装置は複数のエアチューブで遠隔的に接続され、少なくとも上記シリンダおよびピストンと、上記エア回路を含む主要部分は非鉄金属および絶縁体で構成し、さらにこれらを外部電界および磁界からシールドすると共に、上記一対のシリンダのうち、少なくとも一方のシリンダには加圧側の圧力測定装置と、排圧側の圧力測定装置を設け、これら２つの圧力測定装置の測定圧力を検知することを特徴とした手指の挟圧筋力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、健康診断法の一つであるバイ・デジタル・Ｏ−リング・テストと呼ばれている手指の挟圧力を測定する場合に利用し、この挟圧力を具体的な数値として表現するための手指の挟筋力測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バイ・デジタル・Ｏリング・テストの実施方法は、テストを受ける被験者が親指とこれと対向する１本の指の先端を閉じてＯ状の輪（Ｏリング）を作り、テストを実施する験者が両手の手指を使用して、被験者のＯリングを開いて被験者の手指の指挟圧筋力をテストするものである（図１参照）。この手段は、米国特許第５１８８１０７号に開示されている。しかしこの方法では験者が感覚と経験によって判断するものであって、被験者の手指の挟圧力を測定して一般的な数値で表現する方法は未解決である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、Ｏリング・テストを行なう際には、被験者の周辺に存在する電界及び磁界が極めて強く被験者の指挟力に影響するため、Ｏリングテストの被験者の身体を電界・磁界から遠ざけると同時に、被験者の手指やその周辺から金属製装飾品、例えば指輪、腕時計、ブレスレット等を取り外す必要があることは、既に周知の事実である。即ち、Ｏリングテストを正確に行おうとすれば、電界・磁界を被験者より極力遠ざける必要がある。
【０００４】
また、Ｏリングテストは、験者が自分の手指で直接被験者のＯリングを開く作業や、験者と被験者の間に介在する第三者のＯリングを験者が直接開く作業が不可欠であるが、験者が直接Ｏリングを開く作業を継続した場合には、験者の指や腕の力を消耗させるので、均一の力でＯリングを開く作業を長時間継続するのは困難である。そこで験者に代えて被験者や第三者のＯリングを機械装置で強制的に開き、これをグラフや数値で読みとることができれば、験者の作業量が軽減される。これと関連して、現在のＯリングテストは、その分析や判断は験者の経験と技術に依存するところが多く、被験者のＯリングテストの結果を具体的な数字で画一的に表現する有効な装置は未だに開発されていない。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決することを目的とするもので、機械装置によってＯリングを強制的に開くとともに、Ｏリングテストの判定のために被験者の手指の挟圧力をグラフ化、あるいは／および数値化するための有効な装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では上述した目的を達成するために、被験者の第１指とその他の指１本で形成したＯリングの挟圧力を測定する装置であって、Ｏリング測定用の一対の擬似手指と、この擬似手指を左右に拡開するための一対のシリンダおよびピストンと、このピストンの動作を制御するためのエア回路を備え、上記シリンダに対するエアによる加圧によって上記一対のピストンが左右に拡開するよう一対のシリンダおよびピストンを配置し、上記エア回路に空気を供給するためのエア供給装置は複数のエアチューブで遠隔的に接続され、少なくとも上記シリンダおよびピストンと、上記エア回路を含む主要部分は非鉄金属および絶縁体で構成し、さらにこれらを外部電界および磁界からシールドすると共に、上記一対のシリンダのうち、少なくとも一方のシリンダには加圧側の圧力測定装置と、排初側の圧力測定装置を設け、これら２つの圧力測定装置の測定圧力を検知するという手段を採用した。
以  上
【０００７】
疑似手指を駆動するシリンダの加圧側の空気圧と排気側の空気圧を電圧に変換してオシロスコ−プで同時に観測すると、被験者の作成したＯリングが開く点、即ち被験者の指挟筋力が疑似手指の推力に抗しきれなくなった点で加圧側の圧力が一瞬急激に低下し、また急激に供給圧に復帰する観測波形にディップが発生し、同時に排気側の空気圧が急激に上昇しピ−クを示す現象が、時間的に一致して発生することを発見した。これは、被験者の指挟筋力がＯリングを開く方向に移動する疑似手指の推力よりも大きい場合には、疑似手指は移動を阻まれる状態となり、加圧側の圧力には変化は現われないが、排気側の圧力は排気系統に備えられる絞り弁の効果で緩やかに低下することに起因する。即ち、被験者の指挟筋力が疑似手指の推力よりも弱いか、疑似手指の推力に抗し切れなくなった点で疑似手指が被験者のＯリングを開き始める状態となり、疑似手指の負荷、即ち被験者の指挟筋力が減少すると、被験者の指挟筋力で停止状態にあった疑似手指を押しているピストンの負荷が急激に低下することになるので、ピストンは急激加速されて移動を開始する。ピストンの急加速に伴って排気側の圧力が瞬間に上昇し、また加圧側の圧力はピストンの急激な加速開始に即応して追従出来ないので、一瞬加圧力が降下するディップ現象が発生するのである。加圧側の圧力のディップ点と排気側の圧力のピ−ク点の時間はミリ秒単位で計測しても完全に一致する。一方、被験者のＯリングが開かない場合は上記の現象は発生しない。
【０００８】
このディップ点、またはピ−ク点を電気的に検出し被験者のＯリングが開いた指開検知信号とし、本装置による各種計測の基準信号とする。前記のほかに、市販されているデジタル方式の圧力計には圧力の上限と下限を予め設定しておけば、その圧力になると制御信号を外部に電圧で出力する機能を有するものがあり、この機能を利用してＯリングの開く直前の空気圧の変化を検出して、指開検知信号とすることも可能である。疑似手指の駆動開始と同時に作動するストップウォッチをスタ−トさせ、指開検知信号でストップさせれば被験者のＯリングが開いた時間が計測される。そこで前もって疑似手指が無負荷で完全に終端に到達した時間を計測し基本数値として記録しておけば、この値と被験者のＯリングが開いた時間を対比することが出来るので、被験者のＯリングが開いた点が時間を基準とした数値対比で具体的な数値で表現できる。コンピュ−タをソフトウェアでデジタルオシロスコ−プとして機能させることは既に公知であるが、デジタルオシロスコ−プ化したコンピュ−タを使用して、上記デジタルオシロスコ−プに替えることも可能である。
【０００９】
一方、シールドに関しては、被験者に電界及び磁界の影響を与えないことを目的として疑似手指の駆動動力には空気圧のみを使用し、また、この装置に使用する部品類は磁気に感応しない非鉄金属を使用すると共に、これらの機械部品類をアルミニウム箔で覆って第１次の簡易電磁遮蔽とした上で、さらに非鉄金属、例えばアルミニウム製の筺体に格納し、そのうえで電磁遮蔽材を内側に充填した非鉄金属、例えばアルミニウム製の第２の筺体に納めて２重シ−ルドを施し、外部からの電界・磁界の影響を防止すればほぼ確実である。電界・磁界による影響を極力防止すると共に、電気の使用が不可欠な制御装置との間は複数のナイロン製のチュ−ブとナイロン製のコネクタ群で接続し、遠隔制御を行なう。即ち、空気源と制御装置の間は一切電気を使用せずに接続される。
【００１０】
【作用】
本発明は、Ｏリングテストを行なう験者に代わって器具装置を使用し、自動的にＯリングテストを実施するための作用を行うものである。一対の疑似手指は被験者の作ったＯリングを拡開する験者の手指を模したものであり、Ｏリングに拡開方向の力を付加する。一対のシリンダおよびピストンは、疑似手指の作動を行わせるものであって、エア制御される。少なくとも一方のシリンダでは、加圧側および排圧側が共に圧力測定されているが、これはＯリングがどの程度の圧力で拡開したかを検出するためのパラメータとして機能する。これらの圧力は、制御空気圧と、Ｏリングによる疑似手指への逆負荷とのバランスによって出現するものであるが、Ｏリング拡開点においてディップ点を形成することになる。また、コンプレッサに代表されるエア供給装置は、エアチューブによって遠隔配置されているが、これは電気系統などによる被験者への影響を極力遮断するものである。そして、シリンダやピストンなどを非鉄金属や絶縁体で構成し、さらにシールドを施す手段は、被験者より電界・磁界の影響を除去する作用を有している。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付した図面に従って詳述する。図２は本発明装置の外観を示す斜視図であって、１は函体、２ａ・２ｂはそれぞれ疑似手指であって、長孔３に沿った矢印方向に開閉する。図示した状態は、Ｏリングテスト開始前の状態であって、被験者が第１指と第２指でＯリングを形成しているところを示す。函体１は、外部からの電界や磁界の影響を遮断するために、アルミニウムで形成し、内部回路や機械部品はアルミニウム箔４で覆い、さらに函体１の内周には電磁遮蔽材５を充填しており、２重シールドが施され、さらに万全を期するために内部函体６を採用している。函体１はアルミニウムに限らず、非鉄金属であればよい。７はＯリングが函体１に接触した場合の接地効果による不安定な結果や誤差を回避し、着衣などに起因する静電気の影響をも回避するために載置された、静電気を誘発しない樹脂素材の絶縁板である。
【００１２】
次に図４〜図６に疑似手指２ａ・２ｂの複数の実施例を開示する。図４は円柱を直径に沿って縦割り２分割にして疑似手指２ａ・２ｂを構成したもので、非験者は両方の疑似手指の任意の位置を２本の指で軽く握り、Ｏリングを形成することになる。図５は験者の手指をより疑似的に形成したものであって、立設した２本の棒８ａ・８ｂにリング状のフック９ａ・９ｂを取り付けたものである。図６は立設した２本の棒１０ａ・１０ｂを切削加工して、験者の手指が被験者のＯリングに掛かっている状態に近づけたものである。何れにしても、被験者が自然にＯリングを形成しやすい形状の疑似手指にすることが好ましいのはもちろんである。
【００１３】
図７は本装置の疑似手指２ａ・２ｂの開閉状態を示した図であって、Ｏリングによる負荷がかかっていない場合には図面の実線で示した疑似手指２ａ・２ｂの位置から点線で示した全開位置まで開くことができる。１１装置を駆動し、制御するためのエアを入力するための複数のエアチューブが接続されたエアコネクタ群である。
【００１４】
図８および図９は２本の疑似手指２ａ・２ｂの動作をエア制御するための構成を示したものであり、疑似手指２ａ・２ｂはそれぞれエア制御が行われるピストン２１ａ・２１ｂに固定立設されている。それぞれのピストン２１ａ・２１ｂはシリンダ２２ａ・２２ｂに沿って摺動可能であり、これを制御するためにエアの注入口２３および排気口２４が設けられている。２５ａ・２５ｂはシリンダロッドである。そして、以下に説明する構成によってこの一対の疑似手指２ａ・２ｂを制御するのである。
【００１５】
図１０は本装置を駆動させるための制御パネル、図１１は駆動用の空気回路図である。図１０中、４１は操作パネル、４２は減圧空気を制御回路に供給または遮断すると共に、空電スイッチを動作させて主電源スイッチを開閉する手動の空気開閉弁、４３は減圧空気を被験者の指の挟圧力に対応させるための精密圧力調整器、４４は精密圧力調整器４３で減圧調整された動作空気圧を表示する圧力計、４５はタッチスイッチの機能を備えたオープンスイッチで、疑似手指をゆっくりした速度で開くために動作空気圧をさらに減圧しながら送るための空電圧力調整器を備え、被験者の指挟圧力と疑似手指の推力がバランスするまで空気圧力を送るものである。４６はクローズスイッチで、Ｏリングと疑似手指のバランス点まで疑似手指をゆっくりした速度で閉じるための機構である。４７は被験者の指挟圧力と疑似手指がバランスした点で疑似手指を一挙に左右に開くためのスタートスイッチ、４８は電源オン・オフを示すパイロットランプ、４９は図７における疑似手指２ｂを右側に開くシリンダの加圧側圧力計、５０は同、排気側圧力計、５１は疑似手指２ａを左側に開くシリンダの加圧側圧力計、５２は同、排気側圧力計、５３は一定秒単位の電気式デジタルストップウオッチで、本実施例では０．０１秒を１単位としている。５４はストップウオッチ５３の数値をゼロに復帰させるためのリセットスイッチ、５５は２本の疑似手指の何れの方の動作を計測するかを切り換えるための親指側選択スイッチである。これは、被験者がＯリングに右手を使用するか左手を使用するかによって、親指があたる疑似手指が逆になるが、親指側の疑似手指では微妙な計測が困難であるため、被験者の握り方向に応じて計測側を切り換えることを目的としている。５６は装置に供給される減圧空気の圧力計である。なお、装置内部ではエアフィルタと圧力調整器およびルブリケータが１組に構成されており、これらによって減圧された空気圧が本装置に供給される減圧空気となる。
【００１６】
空気制御の詳細は図１１の回路図で明らかであるが、エアコンプレッサ６１で発生した空気はエアフィルタ６２を通過し、圧力調整器６３、ルブリケータ６４を経由して手動空気開閉弁６５に減圧空気として供給される。６６は減圧空気圧力計である。手動空気開閉弁６５を開路するとポート６５ｐがポート６５ａにつながり、減圧空気は精密圧力調整器６７に送られるが、同時に空電スイッチ６８にも供給され、スイッチが閉路してＡＣ電源が装置の電源部に供給される。同時に図１０におけるパイロットランプ４８が点灯する。験者は被験者の指挟圧力に適応して疑似手指が円滑に動作するように精密圧力調整器６７を調整して動作圧力を設定するが、この動作圧力はデジタル表示の動作圧力計６９に数値表示されるので、調整は容易である。
【００１７】
験者は被験者のＯリングの指挟圧力を測定するためにオープンスイッチ７０を兼用した空電圧力調整器７１のツマミを調整して、疑似手指が被験者のＯリングに軽く接触する程度の圧力に減圧するが、このツマミはタッチスイッチの電極を兼ねており、験者がツマミに触れながら圧力調整を行っている間はモメンタリスイッチ７０ａが閉の状態を維持する。そうするとリターン形電磁パイロット切換弁７２が作動して、ポート７２ｐがポート７２ａにつながり、減圧空気がエアチューブ７３を経由して疑似手指の駆動機構に流入する。流入した空気圧はシャトル弁７４のポ−ト７４ａよりポ−ト７４ｃを通過して２つの別のシャトル弁７５・７６の各々のポ−ト７５ｂ・７６ｂからポ−ト７５ｃ・７６ｃを通ってそれぞれエアパイロットアクチュエ−タ７７・７８を加圧する。それぞれのエアパイロットアクチュエ−タ７７・７８に空気圧がかかっている間は２つの押しボタン形リタ−ン切換弁７９・８０は押しボタンが押された状態となるので空気ポ−トが切り換わり、その状態を保持する。
【００１８】
エアチュ−ブ７３の空気圧は同時にシャトル弁８１のポ−ト８１ｂよりポ−ト８１ｃを通り、押しボタン形リタ−ン切換弁７９のポ−ト７９ａよりポ−ト７９ｂを通って速度調整器８２の加圧側８２ｐを経由し、さらに疑似手指を駆動する２本のアクチュエ−タシリンダ８３・８４の各々の加圧ポ−ト８３ｐ・８４ｐに印加される。そして、それぞれピストン８３ｃ・８４ｃを前進させて、これに固定された疑似手指を開方向に拡開させる。ピストン８３ｃ・８４ｃの背面にあるアクチュエ−タシリンダの排気側の空気はピストンに押されてそれぞれの排気ポ−ト８３ｅ・８４ｅからもう一方の速度調整器８５の絞り弁８５ｅ側を通るが、この絞り弁８５ｅは、通過する空気量を制限するのでこれに抗して排気側圧力が上昇し、ピストンの推力に逆向きの抵抗を与えて減速させることになる。速度調整器８５を通った排気側の空気は押しボタン形リタ−ン切換弁８０に達するが、エアパイロットアクチュエ−タ７８には既に空気圧が印加されて状態が固定されているのでポ−ト８０ｂよりポ−ト８０ａを通ってシャトル弁８６のポ−ト８６ｃからポ−ト８６ａを通過し、絞り弁８７を通って大気中に放出される。この絞り弁８７は疑似手指がゆるやかな速度で開くように調整するものある。排気流の速度が減少すると排気圧が上昇し、前進するピストン８３ｃ・８４ｃの推力には大きな逆負荷がかかるので移動速度が遅くなり、疑似手指は緩やかに被験者のＯリングに接触するまで開く。ここで、験者は被験者の指挟圧力に対抗して疑似手指の推力がバランスする点まで空電圧力調整器７１でバランス空気圧を上昇させる。
【００１９】
上述したバランス空気圧が被験者の指挟圧力より大きくなると被験者のＯリングは開き始めるが、被験者のＯリングが開き始める寸前で験者が図１０に示したオ−プンスイッチ４５から手を離せば、これはタッチスイッチになっているのでスイッチオフとなり、モメンタリスイッチ７０ａが開いてリタ−ン形電磁パイロット切換弁７２はスプリングの力で復帰する。そうすると加圧ポ−ト７２ｐは閉鎖され、疑似手指を移動させる空気圧は遮断される。空気圧が遮断されるとシャトル弁７５・７６が急速排気弁として動作するので、それぞれのエアパイロットアクチュエ−タ７７・７８の内部空気圧はシャトル弁７５・７６の各ポ−ト７５ｃ・７６ｃからポ−ト７５ａ・７６ａを通って大気中に放出される。従ってエアパイロットアクチュエ−タ７７・７８の動作は停止する。そこで２つの押しボタン形リタ−ン切換弁７９・８０の状態は原姿に復帰し、ポ−ト７９ａ・８０ａはそれぞれ排気ポ−ト７９ｃ・８０ｃにつながり、この経路は大気圧と等しくなる。なお、アクチュエ−タシリンダ８３・８４の加圧側の空気は加圧ポ−ト８３ｐ・８４ｐから速度調整器８２の絞り弁８２ｅ側を通り、原姿に復帰している押しボタン形リタ−ン切換弁７９のポ−ト７９ｂよりポ−ト７９ｐを通り、エアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ａに達する。しかしこのエアパイロット形リタ−ン切換弁８８は作動していないのでポ−ト８８ａは閉鎖されており、空気圧はアクチュエ−タシリンダ８３・８４の加圧側に保持される。一方、アクチュエ−タシリンダ８３・８４の排気側の空気は各々の排気ポ−ト８３ｅ・８４ｅから速度調整器８５の絞り弁８５ｅ側を通って押しボタン形リタ−ン切換弁８０に達するが、エアパイロットアクチュエ−タ７８には既に空気圧がなくなっている結果、押しボタン形リタ−ン切換弁８０は原姿に復帰している。従って排気圧はポ−ト８０ｂからポ−ト８０ｐを経てエアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ｂに到達するが、エアパイロット形リタ−ン切換弁８８は動作していないのでポ−ト８８ｂは閉鎖されたままであり、排気側の空気圧もアクチュエ−タシリンダ８３・８４の排気側に保持される。
【００２０】
被験者の指挟圧力と疑似手指の推力がバランスした点で、験者がオ−プンスイッチ７０から手を離せば、制御装置より供給された空気圧は各々の圧力系統内に保持された状態となり、疑似手指の動作は停止する。この時の空気圧は２本のアクチュエータシリンダ８３・８４にそれぞれ対応した加圧側圧力計８９・９０と各々の排気側圧力計９１・９２に数値表示されているが、加圧側圧力計８９・９０の数値は被験者の空気圧に変換された指挟力に相当し、疑似手指の推力とのバランス点の空気圧でもある。このバランス点を求める際に疑似手指が開き過ぎて被験者のＯリングが開き始めた場合には、クロ−ズスイッチ９３を押せばリタ−ン形電磁パイロット切換弁７２が逆方向に作動するので、空気圧はポ−ト７２ｐからポ−ト７２ｂを経てエア・チュ−ブ９４を通り、シャトル弁８６のポ−ト８６ｂからポ−ト８６ｃを通り、押しボタン形リタ−ン切換弁８０のポ−ト８０ａからポ−ト８０ｂを通って速度調整器８５の加圧側８５ｐからアクチュエ−タシリンダ８３・８４の排気ポ−ト８３ｅ・８４ｅを介して印加され、疑似手指を閉じる方向にピストンを移動させる。また、アクチュエ−タシリンダ８３・８４の加圧側の空気はそれぞれのポート８３ｐ・８４ｐから速度調整器８２の絞り弁８２ｅ側を通るので空気流量が制限され、疑似手指を閉じる方向に移動しているピストンの負荷が増加し、移動速度が低下する。速度調整器８２を通った空気は、押しボタン形リタ−ン切換弁７９のポ−ト７９ｂからポ−ト７９ａを通り、シャトル弁８１のポ−ト８１ｃからポ−ト８１ａを経て絞り弁９５に達するが、この絞り弁９５はピストンの大きな抵抗となり、その移動速度を大幅に低下させる。従って、疑似手指はゆるやかな速度で閉じる方向に移動するから、開き始めた被験者のＯリングを適当な位置まで戻すことが出来る。疑似手指が適当な位置まで戻った点で験者がクロ−ズスイッチ９３から手を離してリタ−ン形電磁パイロット切換弁７２の動作電圧を切断すれば、リタ−ン形電磁パイロット切換弁は原姿に復帰し、ポ−ト７２ｐが閉鎖されて空気圧は遮断される。空気圧が遮断されるとエアパイロットアクチュエ−タ７７・７８が動作を停止し、押しボタン形リタ−ン切換弁７９・８０も復帰するので、ポ−ト７９ａ・８０ａは排気ポ−ト７９ｃ・８０ｃにつながり、疑似手指を閉じる方向にピストンを動かしていた空気圧は大気中に放出される。
【００２１】
アクチュエ−タシリンダ８３・８４の排気側に加わっていた空気圧はそれぞれのポート８３ｅ・８４ｅから速度調整器８５の絞り弁８５ｅ側を通り、既に復帰している押しボタン形リタ−ン切換弁８０のポ−ト８０ｂからポ−ト８０ｐを経て、エアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ｂに達する。しかし切換弁が作動していないのでポ−ト８８ｂは閉じたままであり、空気圧はアクチュエ−タシリンダ８３・８４の排気側に保持される。また、アクチュエ−タシリンダ８３・８４の加圧側に加わっていた空気圧は、それぞれの加圧ポート８３ｐ・８４ｐから速度調整器８２の絞り弁８２ｅ側を通って既に原姿に復帰している押しボタン形リタ−ン切換弁７９のポ−ト７９ｂよりポ−ト７９ｐを通り、エアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ａに達するが、切換弁が作動していないのでポ−ト８８ａは閉じたままであり、空気圧はアクチュエ−タシリンダ８３・８４の加圧側に保持される。
【００２２】
被験者の指挟圧力と疑似手指の推力がバランスした点で験者がオ−プンスイッチ７０から手を離せば、供給された空気圧は各々の圧力系内に保持された状態となる。
【００２３】
ところで、験者はオ−プンスイッチ７０とクロ−ズスイッチ９３を交互に操作し、被験者の指挟圧力の基準となる加圧側の空気圧を正確に計測しなければならない。空電圧力調整器７１は一般的な回転式可変抵抗器を使用し、空電圧力調整器７１の制御入力電圧を調整する構造になっているので、いったん基準となる空気圧が設定された後は、可変抵抗器のツマミを操作する必要はなく、タッチスイッチを兼用している金属製のツマミに手指を触れるだけで空気圧が空電圧力調整器７１から自動的に供給されるので操作性は極めて良い。被験者の指挟圧力の基準となる空気圧が設定されると、験者は精密圧力調整器６７のツマミを回して基準空気圧よりも５〜１０％程度高めの圧力を疑似手指の駆動圧力として設定する。この調整圧力は駆動圧力計に数値表示されるので調整は容易である。基準空気圧より少し高めの圧力を駆動圧力とする理由は、慣れない被験者であっても適正な指挟圧力で疑似手指を保持させるためである。即ち、疑似手指を操作して被験者の基準となる空気圧を求める場合には、アクチュエ−タシリンダ８３・８４に加える空気圧として低い空気圧を使用して徐々にアクチュエ−タシリンダ内部に蓄積させる。アクチュエ−タシリンダの加圧側も排気側もエアパイロット形リタ−ン切換弁が閉鎖されているため、外部への排出を阻止されて、アクチュエ−タシリンダに取り付けた疑似手指が被験者のＯリングに接触した位置で停止している。慣れない被験者の場合には、Ｏリングを開く疑似手指の推力に対抗する力として、指挟圧力だけでなく、排気側の空気圧が加わっていることを知らず、自分の指挟圧力のみで疑似手指の開きを阻止しているように感じるので、本来必要な指挟圧力未満の力でよいと判断したり、または通常の指挟圧力以上の力が必要ではないかと判断して、意識的に指挟力を変化させる場合が発生する。従って、被験者には通常の指挟圧力を保持するよう注意を促すと共に、疑似手指の推力を多少増加させて駆動するほうが良好な結果を得ることができるのである。Ｏリングテストに精通した被験者の場合は、意識的に指挟力に強弱をつけたりするようなことはない。
【００２４】
駆動圧力を設定した験者は、被験者にＯリングテストを実施するので指挟力を保持するように告げた後にスタ−トスイッチ９５’を押すと、それに連動してモメンタリスイッチ７０ａが閉路し、電磁パイロット切換弁９６が作動して加圧ポ−ト９６ｐがポート９６ａにつながり、動作空気圧がエアチュ−ブ９７を通ってエアパイロット形リタ−ン切換弁８８のパイロットポ−ト８８ｅに加わる。すると弁が作動し、エアチュ−ブ９８から送圧される駆動空気圧が加圧ポ−ト８８ｐからポ−ト８８ａを通り、押しボタン形リタ−ン切換弁７９のポ−ト７９ｐからポ−ト７９ｂを経て、速度調整器８２の加圧側８２ｐを通過し、アクチュエ−タシリンダ８３・８４に圧力が印加される。そうすると、ピストン８３ｃ・８４ｃを急速に拡開させる。一方、アクチュエ−タシリンダ８３・８４の排気側の空気は排気ポ−ト８３ｅ・８４ｅから速度調整器８５の絞り弁８５ｅ側を通るが、その時に空気流量が大幅に制限されるので疑似手指を開く推力に対して大きな抵抗が発生し、疑似手指を開く速度が減少するが、実際に験者が自分で被験者のＯリングを開く程度の速度に調整しておく。速度調整器８５を通過した排気側の空気は、復帰している押しボタン形リタ−ン切換弁８０のポ−ト８０ｂからポ−ト８０ｐを通って、エアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ｂからポ−ト８８ｃを介して大気中に放出される。
【００２５】
スタ−トスイッチ９５’を押すと同時にストップウォッチ９９にはスタ−ト信号が送られ、ストップウォッチでは０．０１秒を単位として計時を開始する。また、このスタ−ト信号は制御装置の背面に備えられた端子板より外部に供給することも可能で、外部に接続するデジタルオシロスコ−プのトリガ信号に使用したり、コンピュ−タの計測スタ−ト信号にも使用することが出来る。さらに、外部からのスタ−ト信号でスタ−トスイッチ９５が閉路するように電気回路が構成されているので、操作開始は制御装置のスタ−トスイッチに限らず、外部に接続した装置からのスタ−ト信号でも制御装置をスタ−トさせることが可能である。なお、被験者のＯリングが開かない場合でもストップウォッチは計時を継続し続けているので、適当な機会にリセットスイッチを押してストップウォッチをリセットする必要がある。
【００２６】
疑似手指が開く方向に移動を継続すると、被験者の指挟圧力が低い場合にはＯリングが開くが、開く直前、即ち疑似手指の推力が被験者の指挟圧力を超えた瞬間に加圧側の空気圧力が急激に下降し、再び急激に駆動圧に復帰する結果、ディップ点が発生し、排気側の空気圧力が急激に上昇してピ−クに達し急激に下降した後は緩やかに低下する現象が同時に発生する。このディップ点、並びにピ−ク点を電気的に検出して指開検知信号とし、この信号でストップ信号を発生させ、ストップウォッチを停止させると共に、停止スイッチとして備えられている空電スイッチ１００の共通側端子に加えて電磁パイロット切換弁９６を逆方向に切り替えると、ポ−ト９６ｐが閉鎖されるので動作空気圧は遮断される。動作空気圧が遮断されるとエアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ｅに圧力が無くなるので、ポ−トが切り換わり、加圧ポ−ト８８ｐと排出ポ−ト８８ｃは同時に閉鎖される。駆動空気圧を遮断されたアクチュエ−タシリンダ８３・８４のピストン８３ｃ・８４ｃは推力を失う。また排気側の空気も同じく排気ポ−トが閉鎖されているのでピストンの推力に対して大きな抵抗となり、ピストンは移動を停止する。従って、Ｏリングが開いたことを検知した疑似手指は空気圧の持つ慣性で少し開く方向に移動した後に停止することになる。
【００２７】
験者はストップウォッチの停止で被験者のＯリングが開いた時間を判定することができるので、予め計測記録しておいた疑似手指を無負荷で全開した場合の時間と、被験者のＯリングが開いたことを検知して停止したストップウォッチの時間を対比すれば、時間比による数値が得られる。予め加圧側圧力計８９・９０を最低値保持に設定し、排気側圧力計９１・９２を最高値保持に設定しておけば、排気側圧力を被験者の指挟圧力を空気圧に変換した値で読み取ることができ、指挟圧力の強弱判定の材料になる。また、各圧力計に印加される圧力を圧力／電圧変換回路で電圧に変換し、外部のデジタルオシロスコ−プに接続して電圧／時間の波形を表示させ、スタ−ト信号からストップ信号までの時間を時間軸カ−ソルで計測しても同様な結果が得られる。さらに、この電圧／時間の波形を別な形式の方法で電力表示とし、疑似手指が全く開かない程度の大きい負荷をかけた場合の予め計測記録しておいた電力と対比して、被験者の指挟圧力を電力比に変換して判定することも可能である。
【００２８】
さらにまた、変換された出力電圧をアナログ／デジタル変換回路を介してデジタルオシロスコ−プの機能が与えられたコンピュ−タに入力し、前述の時間対比や電力対比に加えて、スタ−ト信号よりストップ信号までの電圧波形を高速でサンプリングした後の総和を求めて面積化し、予め計測記録しておいた疑似手指が開かない大きい負荷状態の場合と対比すれば、被験者の正確な指挟圧力とＯリングが開いたエネルギ−の総和が得られる。なお、加圧側の面積化した数値に排気側の圧力波形を同様な方法で面積化したものを加算し、予め面積化した上記大きい負荷状態の場合と対比すれば、より精密な被験者の指挟力の変化とＯリングを開くために要したエネルギ−が数値で得られる。
【００２９】
ストップ信号を検知して途中で停止している疑似手指をスタ−ト位置に戻すには、図１０におけるクロ−ズスイッチ４４を押し続けると緩やかな速度でスタ−ト位置に復帰する。各々の空気弁の動作は、被験者のＯリングの基準圧力を測定する際にＯリングが開き過ぎた場合、クロ−ズスイッチ４４を押して疑似手指を閉じる方向に移動させる動作と全く同じである。
【００３０】
その他に、被験者のＯリングを疑似手指より離しておいて疑似手指を無負荷の状態にした後、スタ−トスイッチを押すと、動作空気圧は電磁パイロット切換弁９６のポ−ト９６ｐよりポ−ト９６ａを経てエアチュ−ブ９７を通り、エアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ｅに加わる。そうすると切換弁が動作し、空気圧は加圧ポ−ト８８ｐからポ−ト８８ａを通って押しボタン形リタ−ン切換弁７９のポ−ト７９ｐからポ−ト７９ｂを経て速度調整器８２の加圧側８２ｐを通過し、アクチュエ−タシリンダ８３・８４に印可される。この場合、疑似手指は無負荷状態なので、ピストンは抵抗なくストロ−クの終端まで前進するが、ピストン８３ｃに取り付けられているブラケット１０１の一方端１０１ａが押しボタン保持形切換弁１０２の押しボタン１０２ａを押し、弁の動作を切り換える。そうすると駆動空気圧はエアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ｆに加わると同時にエアチュ−ブ１０３を通って空電スイッチを加圧し、スイッチを閉路して電磁パイロット形切換弁９６を逆方向に切り換える。この場合、加圧ポ−ト９６ｐは閉鎖されるので、エアパイロット形リタ−ン切換弁８８のポ−ト８８ｅに空気圧がなくなり、切換弁の動作が停止して各々のポ−トを一瞬閉鎖するように見える。しかしその時には既にポ−ト８８ｆには駆動空気圧が印加されているので、エアパイロット形リターン切換弁８８のポート８８ａはポ−ト８８ｃにつながれ、アクチュエ−タシリンダ８３・８４の空気はポ−ト８８ｄより大気中に放出される。
【００３１】
一方、ポ−ト８８ｆに空気圧を印加されたエアパイロット形リターン切換弁８８は加圧ポ−ト８８ｐをポ−ト８８ｂにつなぎ、駆動空気圧は押しボタン形リタ−ン切換弁８０、速度調整器８５を通ってアクチュエ−タシリンダ８３・８４に印可され、各々のピストン８３ｃ・８４ｃを逆進させて疑似手指をスタ−ト位置に戻す動きをする。疑似手指がスタ−ト位置に戻った瞬間、ブラケット１０１の他方端１０１ｂが押しボタン保持形切換弁１０２の反対側の押しボタンを押し、ポ−ト１０２ｐを閉鎖するので、ピストン８３ｃ・８４ｃをスタ−ト位置に復帰させるための空気圧はなくなり、待機状態となる。
【００３２】
上述した装置を操作してＯリングテストを行うが、そのテスト結果を図１２〜図１４に示す。ここで、図１２は疑似手指を５本の指で強く握り、加圧されても疑似手指が開かないようにした場合の加圧・排圧グラフである。ここで、縦軸は空気圧、横軸は時間軸であり、ゼロ点から動作がスタートしている。図１３は疑似手指を無負荷の状態で全開した場合の加圧・排圧グラフである。また、図１４は被験者がＯリングを作り、これを疑似手指で拡開した場合において、Ｏリングが開いた時点をとらえたグラフである。３つのグラフともに、加圧側が上側カーブ、排圧側が下側カーブである。これらのグラフを比較しても分かるように、Ｏリングが開いた時点ではディップ点、ピーク点が明確に形成されるので、動作スタートからの時間や耐圧の強さなどを確認すれば、容易かつ験者によるばらつきなしにＯリングテストを行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では比較的簡単な構成によってＯリングテストを行うことができ、かつ験者によるばらつきや回数による験者の感覚の変化などに全く影響されずに適正な結果を求めることができるようになったので、従来と比較して、これを用いた判断に客観性を与えることが可能となった。また、疑似手指の動きは加圧側と排圧側の両方から並行して検出するようにしているので、Ｏリング拡開時点の変化を明白に把握することができる。本発明装置を利用して、多数のＯリングテストの被験例を収集しておくことによって、これらサンプリングと現実の被験を客観的に比較することができるようになるので、将来、Ｏリングテストの利用価値は飛躍的に高くなる。
【００３４】
また、本発明装置は外部からの電界および磁界の影響を全く受けないように構成しているので、非常に繊細といわれているＯリングテストに機器の悪影響を与えることなく行うことができ、信頼性が高い装置とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｏリングテストの従来例を示す斜視図、
【図２】本発明装置の外観を示す斜視図、
【図３】同、シールド構造を示す断面図、
【図４】疑似手指の一実施例を示す斜視図、
【図５】同、他の実施例を示す斜視図、
【図６】同、さらに他の実施例を示す斜視図、
【図７】本発明装置の疑似手指の拡開状態を示す斜視図、
【図８】疑似手指の駆動構造を示す斜視図、
【図９】同、平面図、
【図１０】操作パネルを示す正面図、
【図１１】エア制御回路を示す回路図、
【図１２】本発明装置を用いて出力したグラフの一例、
【図１３】同、別の場合を示すグラフ、
【図１４】同、さらに他の場合を示すグラフである。
【符号の説明】
１              函体
２ａ・２ｂ      疑似手指
３              長孔
４              アルミニウム箔
５              電磁遮蔽材
６              内部函体
７              絶縁板
８ａ・８ｂ      棒
９ａ・９ｂ      フック
１０ａ・１０ｂ  棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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