JPH04104017A - 水中体重計および防水型ロードセル - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人間や動物を測定対象として、その水中におけ
る体重を測定する水中体重計およびこの水中体重計に好
適に使用できる防水型ロードセルに関する。

〔従来の技術〕

カロリー摂取の過剰、過食等により近年肥満が増える傾
向にあるが、肥満は心臓疾患、高血圧、糖尿病等を誘発
する重大な要因であり、さらには運動の障害となったり
する。このため肥満度を測定することは健康管理上大変
重要である。

ここで、肥満とは総体重（通常我々が測定する体重）に
占める体内脂肪の量が所定の値を越えた状態のことを意
味する。従って総体重に占める脂肪の量を測定すること
により肥満度を知る事が可能となる。

体内脂肪の測定′方法、装置は何種か提供されているが
、このうち水中体重を測定することによる肥満度の測定
は現在では最も高い信頼性を有している。この方法は水
中にある物体はその体積と等しい水の量に対応する重量
分だけ浮力を得るというアルキメデスの原理に基づ（も
のであり、被測定者の体の密度を算出することにより肥
満度を測定するものである。

即ち、密度りは下記の式の如く、被測定者の質量Ｍと容
量■とから得ることができる。

Ｄ＝ ■ ここで、質量Ｍは空気中における被測定者の体重（総体
重）を意味し、容量■は水中体重から算出することがで
きる。

なおこの場合、水中では可能な限り呼気を行い、肺の中
の空気を排出することによりこの空気が浮力として作用
しないようにするが、最大呼気状態でも一定量の空気が
肺の中に残留するため、この残留空気量を水中体重測定
の補正値として用いることにより正確な水中体重の測定
が行えるようにする必要がある。被測定体の姿勢に無理
があったり、水中での姿勢が不安定であったりすると最
大呼気状態をとることができなかったり、また水没時に
苦痛や不安を伴うことにもなる。このため被測定体が楽
な姿勢をとれる装置であれば正確な水中体重の測定し易
くなる。

〔発明が解決しようとする課題］ 第８図は従来の水中体重計による水中体重の測定状態を
示す。

この装置では、先ず被測定者は全裸または水着をつけた
状態で重量計５０により水中に入る前の体重を計測する
。次に、梯子５２を経て水槽５１に入り水中に配置しで
ある吊り篭５３にゆっくりと座り、これにより被測定者
は水面から頭だけを出した状態となる。この状態で被測
定者は１回または２回大きく息を吸ってから頭全体を水
中に没し、肺の中にある空気を全て吐き出すようにする
。

この状態で吊り篭５３に接続しである重量計５４により
被測定者の水中の体重を測定する。なお水中体重測定前
に全て患を吐き出すのは、肺の中に空気があると水中で
この空気が浮力として作用することになり、正確な水中
体重（容量）の測定ができなくなってしまうからである
。このプロセスを４回乃至１０回行うことにより水中体
重の正確な測定値を得るようにしている。

この装置社よればかなり正確に水中体重を測定できるが
、反面、水中重量を測定するために吊り篭５３やこの吊
り篭５３を吊り下げ支持する天井及びアングル、更には
特別の水槽を用意するなど、大掛かりな施設を必要する
。従って装置の設置場所も自ずと限定され、肥満度を容
易かつ気楽に測定することはできなかった。また測定対
象者が僅かに動いても吊り籠５３が大きく揺れるため重
量計５４の測定値がなかなか定まらない等の問題もあっ
た。

出願人は以上の点に鑑み、水中体重をより容易にしかも
正確に測定できる装置を特開昭６４−５７１２９号とし
て別途提案している。

この装置は第９図に示すように、支持部材５７により水
槽の水面に隣接して配置固定された重量計本体５５と、
梯子状の水中体重伝達部材５６とから成り、水中体重伝
達部材−５６は一端が前記重量計本体５５に接続し、他
端は水中に没するように構成しである。

この装置において先ず被測定者は重量計本体５５に直接
乗ることにより空気中の体重を測定し、次に水中体重伝
達部材５６を下りて水中に入り、この部材５６に掴まっ
た状態で完全に水中に没することにより水中体重を測定
する。空気中の体重と水中体重の測定結果は図示しない
演算装置に出力される。演算装置は被測定者の年齢、性
別、身長その他のデータを補正値として前記測定結果か
ら被測定者の肥満度を算出する。

第９図に示す装置により水中体重の測定をかなり容易に
行えるようになり、かつ装置全体も単純化することがで
きた。また装置全体を例えば水泳用のプールの梯子とし
て利用することも可能であるため、アスレチッククラブ
等でも設置が可能となっている。

反面衣のような問題もあり、その解決が望まれている。

第１に、水中体重の測定に当たっては水中体重伝達部材
５６にしがみつ（ようにして水中に没する必要があるた
め、力のない老人や子供の場合には本装置の使用にやや
無理がある。

第２に、梯子状の水中体重伝達部材５６の高さ以上の水
深を有する水槽を必要とするため、実際には水泳用プー
ル等に設置場所が限定され、汎用性に乏しい面がある。

更に、装置は固定的に設置され、事実上移動が不可能で
あり、この点からも使用場所が限定される。

第３に、被測定者が水中で静止するのが難しく、被測定
者の動きによる測定誤差も生じ易い。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上の課題に鑑み構成したものであり、座位で
水中体重の測定が可能な腰掛台と、地面上に配置され装
置全体及び被測定体の荷重を支持しかつ被測定体の揺動
を抑制する脚体上を備えることにより、測定時の揺動が
少なくかつ安定した状態で水中体重の測定が可能な水中
体重計と、及び前記水中体重計に好適に利用できる荷重
検出手段たる防水型のロードセルであることを特徴とす
る。

〔作用〕

水中体重計を水没させ、被測定者はこの水没した水中体
重計の腰掛台部分に腰掛けたままで水中体重を測定する
。荷重検出手段である防水型ロードセルからは荷重に対
応する電気信号が出力され、水中体重として測定される
。

また腰掛台の前方に配置された位置決め用の当接体によ
り被測定者は二〇当接体を目安として上体を動かすこと
により水中体重の測定を的確に行える。

さらに荷重検出手段を防水型ロードセルとすることによ
り前記水中体重計等の水中重量測定装置の一部として水
没させることができ、同時にロードセルの特徴である装
置の単純化や故障率の低下を達成でき、弾性体を介在さ
せることにより防水性を高く保持でき、しかも防水容器
に対して対間するように受圧部を設けることより水圧を
相殺して測定精度をより高くすることができる。

また起歪体に加わる誤差となる荷重を相殺する構造とな
っているため水深の変化に係わりなく正確な測定が可能
である。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第１図乃至第７図を用いて具体的
に説明する。

第１図は水中体重計の全体構成を示す。

水中体重計は、装置全体の重量を支えかつ装置の移動を
可能にする脚体１と、この脚体ｌに取り付けた防水型の
重量検出手段２と、重量検出手段２に接続載置し、支持
Ｊ！１１１９および取付板１０からなる荷重伝達手段３
と、腰掛台４とから成っている。

腰掛台４は、平行する２本の基台バイブ４ａ、４ａに複
数枚の長板４ｂをすのこ状に配置することにより形成し
である。各長板４ｂの配置間隔は、被測定者の坐り心地
と水流による揺動を防止する観点から定められる。５．
５はこの腰掛は台４の両側に設けた手摺である。この手
摺５．５は前記腰掛台４の基台バイブ４ａ、４ａの上方
でそれぞれ平行になっており、把持し易くなっている。

なお、図示しないが、太った人が腰掛ける場合に腰部や
臀部がこの手摺５．５に接触するのを回避するために、
前記手摺５．５を、基台バイブ４ａ、４ａから例えば４
５°外側上方に傾けて取付るようにしてもよい。

６ａは前記手摺５．５から垂下した正面略し字型の支持
棒、６はこの支持棒６ａに固定された足乗台、７．７は
前記手摺５に固定された支持アーム、８．８はこの支持
アーム７の先端に着脱自在に設けられ、かつ被測定体Ｍ
の下限位置を決めるための当接体である。この当接体８
は、被測定体Ｍの上体を前傾することにより額や胸が当
接して体全体が水没することになり、また水中体重を測
定する場合にはこれを押しつけて上体の揺動を抑制する
ことができる。なお、当接体８は第２図に示す円筒型の
外、第３図に示す幅広のハウス型等、被測定体の大きさ
や年齢に応じて適宜選択される。

９は前記腰掛台４及び足乗台６の荷重を取付板１０に集
める支持脚で、取付板１０と共に荷重伝達手段を構成し
ている。第１図の構成では支持脚９は取付板１０から腰
掛台４に向かって逆「八」字型に４本配設しであるが、
前記荷重を受ける構造であればこれに限らないこと勿論
である。

なお、支持脚９の外、前記の腰掛台４、手摺５、支持棒
７は浸食や剛性の点から、例えばステンレスや繊維強化
型プラスチック（ＦＲＰ）等で成形するのが望ましい。

次に地面上に配置され、水中体重計全体と被測定体とを
支持する脚体ｌについて説明する。

脚体１は第１図に示すように、前記腰掛台４を中心とし
て対向した千血路ｒ　Ｖ　Ｊ型の主脚１１と、これら対
向位置する主脚１１．１１を腰掛台４の下方で連結する
と共に前記重量検出手段２を支持する取付部材１２と、
前記主１１１１の先端に設けられた移動用のローラ１３
および水平調節体１４とから構成されている。

ここで、ローラ１３は、水槽内で水中体重計を移動させ
るためのものであり、例えば水槽内では水平場所の位置
の選択に、水槽外では装置の搬送に用いられる。

前記水平調節体１４は前記主脚１１を上下間して前記重
量検出手段２を水平にするためのものであり、図示例で
は逆三角形の把持部１４ａを把持して回転させることと
により各主脚端部の高さを調整し装置全体を水平に調整
する。なお、この把持部１４ａは、ロープを挿通するこ
とにより水中体重計を水槽内外に移動する際にも使用さ
れる。

次に、前記水中体重計の重量検出手段２として使用する
防水型ロードセルについて説明する。なおこの防水型ロ
ードセルは前記水中体重計の外、水中で重量測定を行う
必要のある装置に広く利用できることはもとより当然で
ある。

第４図乃至第７図は防水型ロードセルの構造を示す。

この防水型ロードセルは、防水型の容器にロードセルが
収納され、前記腰掛台４、荷重伝達手段３を介して荷重
がロードセルに伝達されるよう構成しである。

先ず符号２０は防水型のロードセル収納容器（以下「防
水容器」とする）を示す。図示の構成の防水容器２０は
ゴム等の材料からなるバッキング２２を介して蓋体２０
ｂを容器本体２０ａに取り付け、ナツト２１で密閉する
ことにより内部を液密にした構造としである。２３はこ
の防水容器２０内に収納したロードセルの起歪体であり
、その一端は介在部材３４を介して容器本体２０ａ側に
固定され、更にこの起歪体固定部において容器２０自体
が、取り付は部材３５を介して前記水中体重計の脚体１
の取付部材１２に固定されている。

次に起歪体２３のうち、荷重が加わる部分は、防水状態
を保持しながら防水容器２０外部からの荷重を起歪体２
３に伝達するために、以下のような構造となっている。

２４Ａは防水性と可撓性を有する材料からなるシール用
の薄膜（以下単にシール膜と称する）であり、例えばゴ
ムシートからなっている。

このシール１Ｉ１２４Ａは第５図に示すように千血路口
字型の取り付は枠２５Ａにより、防水容器２０の蓋体２
０ｂに対して形成した荷重伝達用の関口４０Ａを塞ぐよ
う液密に取り付けられている。

２６ａは起歪体２３とシール膜２４Ａ内面との間に介在
配置したスペーサであり、前記シール膜２４Ａと密着し
て防水性を高めると共に、後述する介在部材の下動をし
ないようにするものである。

介在部材２７ａは接続体２日と前記シール膜２４Ａの外
面との間に介在配置され、総荷重が起歪体２３の作用点
に伝達される。２９はこれら接続体２８、介在部材２７
ａ、シール膜２４Ａ及びスペーサ２６ａを挿通して、起
歪体２３と螺合するボルトである。このボルト２９を緊
締することによりこれら各部材と防水容器内部の起歪体
２３は連結する。図示の構成では水中体重計の荷重伝達
手段３の荷重および被測定者の荷重を全てこの接続体２
８で受けることになるため、第５図の如く取り付はボル
ト２９は３本使用し、接続体２８を強固に取り付ける構
造となっている。

前記荷重伝達手段３の取付板１０は、ボルト１５を用い
て前記接続体２８に取り付けられる。

起歪体２３からの出力は、防水容器２０に接続した防水
ケーブル１６内を挿通するケーブル１６ａにより水上の
測定装置に送られる。

第４図に示すように防水容器２０の底部においは前記荷
重伝達用開口４０Ａ、スペーサ２６ａ、シール膜２４Ａ
のそれぞれ対向するように、開口４０Ｂ、この開口を塞
ぐシール膜２４Ｂ、スペーサ２６ｂが設けられている。

これは、シール膜２４Ａ、スペーサ２６ａを経て起歪体
２３の荷重点に加わる水圧Ｐ１を打ち消す水圧Ｐ２を得
るためのものであり、これにより荷重検出手段３の水深
位置に関係なく、より正確に水中体重を測定することが
できる。ここで水圧Ｐ１、Ｐ２の間には防水容器２０の
こかさＨに相当する差圧Ｐがあるが、この差圧Ｐは小さ
く、ロードセルの出力調整により零とすることができる
。

前記シール膜２４Ｂはシール膜２４Ａと同様の材料で容
器本体２０ａ下面の開口４０Ｂを閉塞するよう取付枠２
５Ｂをもって液密に取り付けである。またスペーサ２６
ｂは起歪体２３とシール膜２４Ｂの内面との間に介在位
置し、前記スペーサ２６ａと同様、アルミニウム製で同
一形状に形成されている。２７ｂは前記介在部材２７ａ
と同様の介在部材で、水圧Ｐ２を受けるものである。こ
れら介在部材２７ｂ、スペーサ２６ｂをボルト３０が挿
通しかつ起歪体２３と螺合している。なお、このシール
膜２４Ｂの大きさ（面積）は上記した水圧の相殺の理由
により前記シール膜２４Ａと同じにしておく。またシー
ル膜２４Ｂの配置部分には別段他の部材、装置等を接続
しないのでボルト３０は第６図の如く１本としている。

次に水中体重計の使用例について説明する。

前記腰掛台４は重量検出手段２と分離できる構造なので
、取付板１０とボルト１５（第２図参照）を用いて予め
重量検出手段２に取り付ける。

なお、ボルト１５は器具を用いず人手で直接行えるよう
、Ｔ型のアームを付けた長めの構造としておくとよい。

次にこの水中体重計を空の水槽に入れ、水槽内の所定の
位置で各水平調節体１４を回転させ、その調節体の下端
が主脚１１の下部に突出させる。

これによりローラ１３をやや浮きあがらせるか、少なく
ともローラ１３に加わる荷重の一部を水平調節体１４で
支持するような状態とする。これにより水平調節体１４
はストンバとしても機能し、装置は勝手に移動すること
が無くなる。なお、重量検出手段２から展出している防
水ケーブル１６の端部にはロードセルから出力された電
気信号を重量に変換する測定装置（図示せず）が接続し
ているが、この測定装ｗ自体は水槽の外部に置いである
。

次に第２図の如く被測定者Ｍが水槽内に入り、荷重伝達
手段３の腰掛は台４に腰掛ける。この際足は足乗台６に
掛けるようにして、被測定者の全重量が腰掛台４に加わ
るようにする。その後、水槽内に注水して、水位を被測
定者の胸の位置までとしておく。

体重測定に当たっては息を吸った後、軽く息を吐き出し
、座ったまま上半身を前傾させ、両腕で支持アーム７．
７を抱え込むようにする。これにより体の一部（通常は
胸部）を当接体９．９に当接させ、全身を水没させる。

この状態で肺の中にある空気を全て吐き出すようにする
。ここで被測定者Ｍの体位は、座ったまで当接体９によ
り正確に位置決めされるため空気の吐き出しは的確に行
われる。この状態で被測定者Ｍの重量が重量検出手段２
により検出され、ケーブル１６を介して測定装置に出力
され、測定装置は被測定者の水中体重や肥満度を測定、
表示する。

この装置による水中体重の測定にあっては、水中の被測
定者Ｍは腰掛は台４に腰掛けた状態であるため、心身と
もに緊張することがなく、楽な姿勢のまま水中でほぼ完
全に静止できる。従って被測定者に精神的、肉体的に苦
痛を与えることなく簡単に水中体重の測定を行うことが
可能であり、しかも測定精度を向上させることができる
。

因に、被測定者が緊張すると筋肉が収縮し、体の容積が
変化してしまい、測定結果の信頼度が低下する。また被
測定者が動くと、その動きにより測定値が安定しなくな
ってしまう。

被測定者Ｍの水中体重はケーブル１６を介して水上の演
算測定装置に送られる。演算測定装置には予め空気中の
体重が入力してあり、水中体重及び空気中の体重に基づ
き被測定者の肥満度等を算出する。

なお水中体重計全体はパイプ等を屈曲形成する等してし
て構成してあり、水の流動に抵抗する部分が少ないため
、水槽中の水が多少流動しても、水の流動に煽られるこ
とは従来装置に比較して少なく、この点も正確な測定を
行える理由の一つとなっている。

第３図は、当接体８の別の実施例を示す。

前記実施例では支持アーム７．７は手摺５に各々固定し
た構成としであるが、この実施例では支持アーム１７が
腰掛台４に対して揺動可能なように取りつけてあり、こ
れにより当接体１８の位置を調節できるようになってい
る。

支持アーム１７．１７の一端は腰掛は台４の側縁に固定
した支持具１９ａ、１９ａに差し込んであり、この支持
具１９ａを中心として揺動するようになっている。−力
支持アーム１７の他端には当接体１８．１８が取り付け
である。この当接体１８は幅広の当接面を有した構造と
なっており、かつ当接体全体が支持アーム１７を中心と
して回動するようになっている。これにより当接体１８
は被測定者の胸部に密着するように回動する。なお、前
記支持アーム１７．１７は後方に設けた別の支持具１９
ｂ、１９ｂに挿し替えることにより、被測定者の体の大
きさに応して当接体１８の位置が調節できるようになっ
ている。

この実施例では、支持アーム１７．１７の各々は予め外
側に開いて置くことにより被測定者は腰掛は台４に容易
に座ることができる。なお腰掛は台４に座ったならば手
摺５．５に接触するまで各支持アーム１７を閉じ、測定
に備える。

〔効果〕

本発明の水中体重計は、座位で水中体重の測定が可能な
腰掛は台を儂えているので、被測定者は水中体重測定時
に無理な姿勢をとる必要がなく、水に親しまない子供や
老人であっても水中体重の測定を容易に行うことが可能
となる。

また測定時に従来装置のように被測定者が力んだり体を
大きく動かしたりすることがなく、空気を吐き出した状
態での水中体重の測定を的確に行えるため正確な測定が
可能となる。

さらに、脚体を備えていることから装置を容易に持ち運
ぶことができ、かつ特別な据付作業を必要としないので
装置を収容することができる水槽であれば、風呂、プー
ル等でも簡単に測定を行うことができる。

本発明の防水型ロードセルにあっては、防水容器と浸水
を防止する部材とを用いることにより、防水構造としで
あるのでロードセル本体である起歪体に対しては特別な
改良を施すことなく水中での荷重の測定が可能となり、
前記水中体重計の荷重検出手段として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の実施例を示し、第１図は水
中体重計の全体構成を示す斜視図、第２図は第１図の水
中体重計による水中体重の測定状態を示す図、第３図は
当接体の別の実施例を示す斜視図、第４図は防水型ロー
ドセルの縦断面図、第５図は第４図に示す防水型ロード
セルの平面図、第６図は同底面図、第７図は第５図のＡ
−Ａ線による断面図、第８図は従来の水中体重計の概略
図、第９図は従来の梯子型水中体重計の側面図を示す。 １・・・脚体 ２・・・重量検出手段（ロードセル） ・荷重伝達手段 ・手摺　　７．１７ ８・・・当接体 ・・主脚　　１３・ ・・防水ケーブル ・・・容器本体 ・・起歪体 ２４Ｂ・・ ２６ｂ・ ・接続体 ４０Ｂ・・ ・被測定者 ３　・　・ ５　・　・ ８、１ １１　・ １６　・ ０ａ ２３　・ ４Ａ１ ２６ａ、 ２８　・　・ ０Ａ１ Ｍ　・　・ ・シール膜 ・・スペーサ ・連結用開口 ４・・・腰掛台 ・・・支持アーム １０・・・取付板 ・・ローラ ２０・・・防水容器 ２０ｂ・・・蓋体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）水中での体重測定を被測定体と共に水没させて行
   う水中体重計であって、地面上に配置されて被測定体の
   荷重と体重計全体とを支持する脚体と、この脚体に固定
   され、荷重を検出する重量検出手段と、前記重量検出手
   段に連接されて荷重を伝達する荷重伝達手段と、この荷
   重伝達手段と一体的に形成しかつ荷重を搭載する腰掛台
   とからなることを特徴とする水中体重計。
2. （２）請求項１記載の腰掛台の前方に、前傾することに
   より被測定体の一部が当接する当接体が配置され、被測
   定体の水没位置が位置決めされることを特徴とする請求
   項１記載の水中体重計。
3. （３）請求項１記載の重量検出手段がロードセルであり
   、このロードセルが防水容器に収容され、この防水容器
   には、請求項１記載の荷重伝達手段を前記ロードセルを
   構成する起歪体に連結するための連結用開口が設けられ
   、この連結用開口が防水材でシールされていることを特
   徴とする防水型ロードセル。
4. （４）請求項３記載の防水材が薄膜で形成され、この薄
   膜と起歪体との間に弾性部材を介在させ、この弾性部材
   が請求項３記載の荷重伝達体の周面を密封してなること
   を特徴とする防水型ロードセル。
5. （５）請求項３記載の連結用開口、請求項４記載の薄膜
   と弾性部材を請求項３記載の防水容器の下面側に対向し
   て設け、前記弾性部材を介して請求項３記載の起歪体の
   上面に加わる水圧を相殺することを特徴とする防水型ロ
   ードセル。