JP2002126019A - 脚部訓練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高齢者等に対する脚部の訓練と健常者に対す
る脚部の筋力増強訓練との両方に使用できる脚部訓練装
置を提供する。 【解決手段】 訓練者の脚部を支えて動かして脚部の訓
練を行う脚部訓練装置１である。訓練者の脚部を支える
フットプレート６を前後左右へ移動させるプレート駆動
部２と、フットプレート６の移動時に訓練者の脚部にか
かる負荷を制御する反力発生制御部３と、訓練中の種々
の情報を表示する表示部４と、訓練に伴う種々の設定を
行う設定部５とを備えた。プレート駆動部２は、脚部に
かかる負荷を検出する動作力検出機能と、フットプレー
ト６の位置を検出する位置検出機能と、カーソルの移動
やクリックを行うマウス機能とを備えた。サーボモータ
１５，２５で負荷を制御し、フットプレート６を積極的
に移動させたり、移動を抑えたりする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高齢者、入院患
者、身体障害者等（以下「高齢者等」という）の、足の
機能が低下した人の機能回復訓練と、健常者の脚部の筋
力増強訓練に用いて好適な脚部訓練装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高齢者等はあまり活動的ではな
いため、運動不足になりがちで、脚力も低下しがちであ
る。また、病気やけがをきっかけにして急速に体力が低
下し、脚力も低下して、寝たきりになる場合も少なくな
い。

【０００３】この場合、高齢者等の体力に合わせて設計
されたトレーニングマシーン等によって機能回復訓練が
行われる。具体的には、歩くことで脚力を回復させるた
めに、一緒に移動しながら高齢者等の身体を支えて歩行
を助ける装置や、手摺り等のように歩行の軌跡上に設置
されて高齢者等が手で掴んで身体を支えながら歩行訓練
を行う装置等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置では、歩行訓練をしようとする高齢者等の意志がなけ
れば、訓練は成立しない。即ち、高齢者等が歩く意志を
ほとんど無くしてしなっているような場合には、上述の
ような装置では、訓練をすることが難しいという問題点
がある。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、訓練の意志をほとんど無くした高齢者等でも
楽に訓練をすることができると共に、健常者の脚部の筋
力増強訓練にも用いることができる脚部訓練装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る脚部訓
練装置は、訓練者の脚部を支えて動かすことで脚部の訓
練を行う脚部訓練装置において、訓練者の脚部を支える
フットプレートを前後左右へ移動させるプレート駆動部
と、上記フットプレートの移動時に訓練者の脚部にかか
る負荷を制御する反力発生制御部とを備えて構成された
ことを特徴とする。

【０００７】上記構成により、訓練者は、プレート駆動
部のフットプレートに片足を乗せる。この状態で、フッ
トプレートが訓練者の片足を支えて前後左右へ移動す
る。反力発生制御部は、フットプレートの移動時に訓練
者の脚部にかかる負荷を、高齢者等及び健常者に合わせ
て制御する。

【０００８】第２の発明に係る脚部訓練装置は、第１の
発明に係る脚部訓練装置において、上記プレート駆動部
が、上記フットプレートを介して脚部にかかる負荷を検
出する動作力検出機能と、上記フットプレートの位置を
検出する位置検出機能とを備え、これら動作力検出機能
及び位置検出機能による検出値によって反力発生制御部
が訓練者の脚部にかかる負荷を制御することを特徴とす
る。

【０００９】上記構成により、動作力検出機能及び位置
検出機能がフットプレートにかかる力とフットプレート
の位置を検出する。これにより、間接的に訓練者の脚部
にかかっている負荷等がわかり、それに応じて反力発生
制御部が負荷を適宜制御する。

【００１０】第３の発明に係る脚部訓練装置は、第１又
は第２の発明に係る脚部訓練装置において、上記プレー
ト駆動部が、フットプレートの移動をカーソルの移動に
変換する機能と、フットプレートが踏む込まれるのをク
リックに変換する機能とを備えて、マウスとして機能さ
せることを特徴とする。

【００１１】上記構成により、プレート駆動部のフット
プレートを移動させると、表示部上のカーソルがフット
プレートの移動に応じて移動する。これにより、カーソ
ルを特定位置に移動させた後、フットプレートを踏む込
んでクリックする。これにより、脚力の低下した訓練者
でも、イスに座った楽な姿勢で、必要な設定等を行い、
容易に訓練することができる。

【００１２】第４の発明に係る脚部訓練装置は、第１な
いし第３の発明のいずれかに係る脚部訓練装置におい
て、上記プレート駆動部のフットプレートの移動を制御
して、訓練者の脚部にかかる負荷を調整するサーボモー
タを用いたことを特徴とする。

【００１３】上記構成により、サーボモータの電流等を
適宜変えて、訓練者の脚部にかかる負荷を容易に調整す
ることができる。

【００１４】第５の発明に係る脚部訓練装置は、第１な
いし第４の発明のいずれかに係る脚部訓練装置におい
て、反力発生制御部が、脚力の弱い訓練者に対して上記
フットプレートを積極的に移動させ、脚力の強い訓練者
に対して上記フットプレートの移動を抑えるように負荷
をかけることを特徴とする。

【００１５】上記構成により、脚力の極端に低下した高
齢者等でもフットプレートに片足を乗せるだけで脚部の
訓練を行うことができる。また、筋力トレーニングを行
いたい健常者の場合も、負荷のかかったフットプレート
を移動させることで、効率的に訓練を行うことができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る脚部訓練装置
について、添付図面を参照しながら説明する。図１は本
実施形態に係る脚部訓練装置を示す概略構成図、図２は
本実施形態に係る脚部訓練装置のプレート駆動部をその
フットプレートを除いた状態で示す斜視図、図３は図２
のＡ−Ａ線矢視断面図、図４は訓練状態を示す側面図、
図５は訓練状態を示す平面図である。

【００１７】本実施形態に係る脚部訓練装置１は、寝た
きり状態の患者の増大を防ぐことを一つの目的としてい
る。即ち、脳卒中などの重篤な疾患や障害ではなく、軽
度の疾患や短期入院に起因する寝たきりについて、その
発生の予防に寄与する装置である。この脚部訓練装置１
は、心臓などに負担がかかる強度の筋力訓練ではなく、
脳神経系を含めた運動機能の維持に効果があると考えら
れる調節動作系の訓練を行う。さらに、脚部訓練装置１
は、スポーツ選手等のように、健常者であって脚部の筋
力を増強させたい場合にも使用できるようにすることも
目的としている。

【００１８】この脚部訓練装置１は、図１に示すように
主に、プレート駆動部２と、反力発生制御部３と、表示
部４と、設定部５とから構成されている。

【００１９】プレート駆動部２は、高齢者等やスポーツ
選手等（以下「訓練者」という）が直接足を乗せて、調
節動作系の訓練や筋力増強の訓練を行うための装置であ
る。このプレート駆動部２は、図１，２，３に示すよう
に主に、フットプレート６と、Ｘ軸移動機構７と、Ｙ軸
移動機構８と、Ｚ軸力検出手段（図示せず）とから構成
されている。

【００２０】フットプレート６は、訓練者が訓練する側
の足を乗せるための板材である。このフットプレート６
の寸法は例えば３００×１５０ｍｍ程度で、床面からの
高さは１００ｍｍ以内に設定されている。フットプレー
ト６の表面には、滑り止め用の薄いゴム板が貼られてい
る。フットプレート６の周縁には、衝撃防止用のクッシ
ョンが設けられている。さらに、必要に応じてフットベ
ルト等の脚部を固定する手段（図示せず）を設ける。特
に、健常者が筋力トレーニングを行うときは、簡易的に
足部を固定できるフットベルト等の固定手段を設けるこ
とが望ましい。また、フットプレート６の寸法等の他の
部分も、使用目的や安全性等を十分に考慮して適宜設定
する。このフットプレート６の下側面には、後述するＹ
軸移動機構８の駆動棒２４にねじ込まれるナット部６Ａ
が設けられている。

【００２１】また、フットプレート６に周縁には、安全
性確保のため、スプリング等を用いた緊急停止スイッチ
（図示せず）が設けられ、設定範囲を越えて移動した場
合、緊急停止するように設定されている。これにより、
フットプレート６の移動時にフットプレート６等が訓練
者の足部に接触する等の不具合を解消している。

【００２２】Ｘ軸移動機構７は、Ｙ軸移動機構８を介し
てフットプレート６を支持してＸ軸方向に移動させるた
めの手段である。このＸ軸移動機構７は、台座９と、２
本のガイドレール１０，１１と、２枚の支持板部１２，
１３と、駆動棒１４と、サーボモータ１５とから構成さ
れている。

【００２３】台座９は、ガイドレール１０，１１及び支
持板部１２，１３を支持する基板である。各ガイドレー
ル１０，１１は、台座９上に並行に配設され、その両端
部に支持板部１２，１３が配設されている。各ガイドレ
ール１０，１１上にはスライダー１６，１７が２個ずつ
設けられている。この４個のスライダー１６，１７は、
Ｙ軸移動機構８の底面に取り付けられ、Ｙ軸移動機構８
をＸ軸方向へ往復移動可能に支持している。駆動棒１４
は各ガイドレール１０，１１に並行に配設され、その両
端部を２枚の支持板部１２，１３で回転可能に支持され
ている。駆動棒１４の表面にはネジ山が設けられてい
る。この駆動棒１４に後述するＹ軸移動機構８側のナッ
ト部１８がねじ込まれ、駆動棒１４を回転させること
で、Ｙ軸移動機構８がＸ軸方向に正確移動されるように
なっている。一方の支持板部１２にはサーボモータ１５
が取り付けられている。サーボモータ１５は、駆動棒１
４に連結されて、駆動棒１４を設定された回転速度、ト
ルク及び回転量（回転数）で回転させるようになってい
る。サーボモータ１５は反力発生制御部３によってその
回転速度、トルク及び回転量が制御されている。回転速
度は、フットプレート６の移動速度で最大１００ｍｍ/
ｓｅｃに設定されている。発生トルクは最大３ｋｇに設
定されている。

【００２４】さらに、Ｘ軸移動機構７には、動作力検出
機能及び位置検出機能が備えられている。動作力検出機
能は、訓練者の脚部の力によってフットプレート６が受
けた力を検出するための機能である。このフットプレー
ト６が受けた力は、訓練者の脚部にかかる負荷となる。
動作力検出機能は、サーボモータ１５の電流等の変化か
ら算出する処理機能によって実現させてもよく、駆動棒
１４とサーボモータ１５との間にねじれセンサを設けて
実現させてもよく、サーボモータ１５と支持板部１２の
間に圧電素子を設けて実現させてもよい。

【００２５】ここでは、サーボモータ１５の電流等の変
化から算出する動作力検出機能を用いる。サーボモータ
１５は、反力発生制御部３で制御されて、電流等が調整
されている。即ち、サーボモータ１５の回転速度及び回
転量が常時検知されて、それらが設定値になるように、
電流等が調整されている。そして、電流等は、サーボモ
ータ１５にかかる負荷がなければ、回転速度等に応じた
特定の値を示す。サーボモータ１５に負荷がかかった場
合は、その負荷に応じて電流等の値も変動する。このた
め、負荷の大きさと、電流等の変化量との関係を予め測
定しておき、それとの比較で、作動中のサーボモータ１
５にかかる負荷を検出し、フットプレート６にかかるＸ
軸方向の力を算出する。このフットプレート６にかかる
力の検出範囲は−５〜＋５ｋｇｆに設定されている。検
出精度５０ｇ以下に設定されている。また、ヒステリシ
ス±１．０％ＦＳ以下、非直線性±１．０％ＦＳ以下、
干渉度±２％ＦＳ／ＦＳ以下、出力の温度影響±０．０
５％／℃以下に設定されている。負荷値は、フットプレ
ート６にかかる大きさで、０．０５〜５ｋｇｆまで、５
０ｇｆ刻みで設定できるようになっている。負荷設定値
が最小の場合、フットプレート６の移動速度は１００ｍ
ｍ／ｓとする。

【００２６】位置検出機能は、サーボモータ１５の回転
量の検出によって実現している。サーボモータ１５は、
その回転量が常時検知されているが、その回転量は駆動
棒１４の回転量であり、これに駆動棒１４のネジのピッ
チをかけることでフットプレート６のＸ軸方向への正確
な移動量を算出できる。さらに、この位置検出機能はコ
ンピュータのマウスのＸ軸方向移動機能（表示部４上で
カーソルを横方向に移動させる機能）を果たしている。
即ち、フットプレート６をＸ軸方向へ移動させると、位
置検出機能でＸ軸方向の移動量が検出され、その移動量
に対応した方向及び距離だけ、表示部４上のカーソルが
横方向へ移動するようになっている。Ｘ軸移動機構７は
２００ｍｍ以上の長さに設定され、フットプレート６を
Ｘ軸方向に２００ｍｍ以上移動できるようになってい
る。そして、位置検出機能でのフットプレート６のＸ軸
方向の検出範囲（フットプレート６の移動範囲）は、台
座９の中心点からＸ軸方向左右へ±１００ｍｍに設定さ
れている。検出範囲は±１００ｍｍより長くしてもよ
い。使用用途等に応じて適宜設定される。また、検出分
解能は０．２ｍｍ以下に設定されている。

【００２７】Ｙ軸移動機構８はフットプレート６を支持
してＹ軸方向に移動させるための手段である。このＹ軸
移動機構８は、ナット部１８と、台座１９と、２本のガ
イドレール２０，２１と、２枚の支持板部２２，２３
と、駆動棒２４と、サーボモータ２５とから構成されて
いる。

【００２８】ナット部１８は、Ｘ軸移動機構７の駆動棒
１４の回転によってＹ軸移動機構８をＸ軸方向へ移動さ
れるための部材である。このナット部１８は、台座１９
の裏面に取り付けられて、Ｘ軸移動機構７の駆動棒１４
にねじ込まれている。これにより、駆動棒１４が回転さ
れると、ナット部１８が駆動棒１４の軸方向に移動さ
れ、Ｙ軸移動機構８がＸ軸方向に正確に移動されるよう
になっている。

【００２９】台座１９は、ガイドレール２０，２１及び
支持板部２２，２３を支持する基板である。この台座１
９は、Ｘ軸移動機構７の各ガイドレール１０，１１に載
置された４個のスライダー１６，１７に固定されて、Ｘ
軸方向にスライド可能に支持されている。各ガイドレー
ル２０，２１は、台座１９上に並行に配設され、その両
端部に支持板部２２，２３が配設されている。各ガイド
レール２０，２１上にはスライダー２６，２７が２個ず
つ設けられている。この４個のスライダー２６，２７
は、フットプレート６の底面に取り付けられ、フットプ
レート６をＹ軸方向にスライド可能に支持している。駆
動棒２４は各ガイドレール２０，２１に並行に配設さ
れ、その両端部を２枚の支持板部２２，２３で回転可能
に支持されている。駆動棒２４の表面にはネジ山が設け
られている。この駆動棒２４にフットプレート６のナッ
ト部６Ａがねじ込まれ、駆動棒２４を回転させること
で、フットプレート６がＹ軸方向に移動されるようにな
っている。一方の支持板部２２にはサーボモータ２５が
取り付けられている。さらに、サーボモータ２５は、駆
動棒２４に連結されて、駆動棒２４を設定された回転速
度、トルク及び回転量で回転させるようになっている。
サーボモータ２５は反力発生制御部３によってその回転
速度、トルク及び回転量が制御されている。回転速度
は、フットプレート６の移動速度で最大１００ｍｍ/ｓ
ｅｃに設定されている。発生トルクは最大３ｋｇに設定
されている。負荷値は、フットプレート６にかかる大き
さで０．０５〜５ｋｇｆまで、５０ｇｆ刻みで設定でき
るようになっている。負荷設定値が最小の場合、フット
プレート６の移動速度は１００ｍｍ／ｓとする。

【００３０】さらに、Ｙ軸移動機構８には、上記Ｘ軸移
動機構７と同様の、動作力検出機能及び位置検出機能が
備えられている。また、この位置検出機能はマウスのＹ
軸方向移動機能（表示部４上でカーソルを縦方向に移動
させる機能）を果たし、フットプレート６をＹ軸方向へ
移動させると、表示部４上のカーソルが縦方向へ移動す
るようになっている。Ｙ軸移動機構８は、２００ｍｍ以
上の長さに設定され、位置検出機能でのフットプレート
６のＹ軸方向の検出範囲は、台座９の中心点からＹ軸方
向前後へ±１００ｍｍに設定されている。検出範囲は±
１００ｍｍより長くしてもよい。使用用途等に応じて適
宜設定される。また、検出分解能は０．２ｍｍ以下に設
定されている。このフットプレート６にかかる力の検出
範囲は−５〜＋５ｋｇｆに設定されている。検出精度５
０ｇ以下に設定されている。また、ヒステリシス±１．
０％ＦＳ以下、非直線性±１．０％ＦＳ以下、干渉度±
２％ＦＳ／ＦＳ以下、出力の温度影響±０．０５％／℃
以下に設定されている。

【００３１】フットプレート６とスライダー２６，２７
との間にはＺ軸方向の負荷を検出するＺ軸力検出手段
（図示せず）が設けられている。このＺ軸力検出手段
は、訓練者が片足でフットプレート６を強く踏み込むと
きの荷重を電圧の変化として検出する圧電素子によって
構成されている。フットプレート６にかかる力の検出範
囲は０〜＋５ｋｇｆに設定されている。検出精度５０ｇ
以下に設定されている。

【００３２】このＺ軸力検出手段はＸ軸移動機構７及び
Ｙ軸移動機構８と相まってマウスの機能を実現してい
る。Ｚ軸力検出手段での検出値としての電圧は、反力発
生制御部３に入力され、この反力発生制御部３で予め設
定されたしきい値と比較され、しきい値を越えた場合に
クリック信号に変換されるようになっている。即ち、訓
練者は、フットプレート６を任意の位置に移動させて強
く踏み込むことで、通常は手で行われるコンピュータへ
のマウスによる入力を、座位状態で下肢の操作によって
行うことができるようになっている。ダブルクリック時
のクリック間隔は、最長２秒として、０．２秒間隔で調
整できるように設定されている。これにより、高齢者等
が筋調節系の訓練を行う場合でも、スムーズな操作がで
きるようになっている。

【００３３】反力発生制御部３は、プレート駆動部２を
制御する装置である。具体的には、Ｘ軸移動機構７のサ
ーボモータ１５及びＹ軸移動機構８のサーボモータ２５
を制御してフットプレート６に反力を与えることで、訓
練者の脚部に負荷をかけると共に、Ｘ軸移動機構７とＹ
軸移動機構８とＺ軸力検出手段からの検出値を処理して
表示部４にマウス信号を出力する。

【００３４】サーボモータ１５，２５に対する制御は電
流等を変化させることで行う。電流等を変化させること
で、サーボモータ１５，２５の回転速度やトルクが変わ
り、フットプレート６を介して訓練者の脚部にかかる負
荷を調整している。このとき、サーボモータ１５，２５
へ過電流が流れないようにするために、保護回路が設け
られている。サーボモータ１５，２５によるフットプレ
ート６の制御としては、移動方向、移動速度、移動量、
負荷の大きさ等がある。反力発生制御部３によって各サ
ーボモータ１５，２５の回転速度等が調整されて、フッ
トプレート６の移動方向、移動速度、移動量等が調整さ
れる。さらに、電流等を調整して各サーボモータ１５，
２５のトルクを変動させることで、フットプレート６を
介して訓練者の脚部にかかる負荷の大きさを調整してい
る。

【００３５】この訓練者の脚部への負荷のかけ方として
は複数のパターンが設定されている。具体的には、高齢
者等の調節動作系の訓練に対して行う負荷のかけ方と、
健常者の筋力増強の訓練に対して行う負荷のかけ方のパ
ターンが格納されている。この２つの訓練のそれぞれ
に、訓練者の程度に応じて複数のパターンが格納されて
いる。例えば、中央部で負荷を弱くして、左右端の位置
へ移動するにつれて強くするパターンや、その逆のパタ
ーンや、刺激したい筋肉をもっとも使う脚部の形状に対
応した位置で負荷を大きくしたり、負荷を細かく変化さ
せる等の多数のパターンがマップとして反力発生制御部
３に格納されている。さらに、調節動作系の訓練に使用
するパターンと、健常者の筋力増強の訓練に使用するパ
ターンとで、基準値を変えてある。即ち、高齢者等の場
合は基準値を引くくして、負荷を小さくしている。フッ
トプレート６の移動速度及び移動量も小さく設定して、
速度はあまり出ないようにしている。さらに、高齢者等
への危険がないように安全性に十分配慮して、フットプ
レート６の動きを緩やかにしている。即ち、フットプレ
ート６は緩やかに動き出し、緩やかに停止するようにな
っている。また、脚力が極端に低下している場合には、
Ｘ軸移動機構７とＹ軸移動機構８とでフットプレート６
を移動させて脚部を強制的に動かすようにしてもよい。

【００３６】負荷を掛ける方向は、ブレーキ的にかける
場合と、中心方向へかける場合とがある。即ち、フット
プレート６が任意の位置において任意の方向へ移動する
場合に、その移動中のみ設定された大きさのブレーキ的
な負荷をフットプレート６の移動を抑える方向にかかる
場合と、常にフットプレート６が中心位置に戻るように
中心方向へかける場合とがある。また、フットプレート
６が停止した場合は、無負荷となるように設定されてい
る。

【００３７】健常者の場合は基準値を高くして、負荷を
大きくしている。これらのパターン及び負荷の大きさ
は、設定部５によって訓練者が任意に選択できるように
なっている。フットプレート６にかかる負荷値は、設定
された値を上限とし、訓練中に設定値を越えそうになる
場合は、その設定値を越えないようにサーボモータ１
５，２５の電流等が調整される。

【００３８】表示部４は、訓練の際の各種の情報を表示
するための装置である。特に、フットプレート６を脚部
で移動させているときに、フットプレート６の移動を表
示する。表示部４は、反力発生制御部３に接続されて、
プレート駆動部２によるマウスの信号を受けるようにな
っている。また、設定に応じて、表示部４上で訓練の手
順に従ってカーソルを動かす。表示部４には、Ｘ軸移動
機構７及びＹ軸移動機構８の位置検出機能による位置信
号の検出範囲とコンピュータ画面範囲との対応関係が任
意に設定できるように、３点方式のキャリブレーション
ができる機能を備えている。即ち、フットプレート６を
任意の３カ所に移動し、そこでフットプレート６を踏み
込んでクリックすることにより、それがコンピュータ画
面範囲上の例えば左上、右上、右下に相当するように設
定する。

【００３９】設定部５は、訓練者の好みに応じて、トル
ク、移動範囲、移動速度等を設定するための装置であ
る。設定部５は反力発生制御部３に接続され、訓練の程
度に応じて、トルク等を細かく設定できるようになって
いる。設定部５での設定方法としては、キーボードから
入力する方法と、マウスとして機能するプレート駆動部
２を使用する方法がある。プレート駆動部２を使用する
場合は、表示部４上でカーソルを動かしながら、アイコ
ンをクリックして設定する。

【００４０】［動作］以上のように構成された脚部訓練
装置１は次のようにして使用する。

【００４１】訓練者は、図４，５に示すように、イスに
座ってリラックスした状態でプレート駆動部２のフット
プレート６に片足を乗せる。フットプレート６は、停止
しているときは無負荷なので、容易に動かすことができ
る。これにより、フットプレート６をゆっくり動かして
表示部４でカーソルを移動させ、フットプレート６を踏
み込んでクリックすることで、負荷の大きさ、訓練パタ
ーン、画面とフットプレート６の移動範囲との整合等の
必要な設定を行う。また、設定部５からキーボードで設
定してもよい。

【００４２】リラックスしてフットプレート６に片足を
乗せた状態で、下肢の初期荷重（デッドロード）をキャ
ンセルして、その状態を負荷０ｋｇに設定する。この状
態からプラス又はマイナスの方向への荷重変動を力とし
て出力する。

【００４３】訓練者はイスに座ったまま足に力を入れて
フットプレート６を動かす。このとき、表示部４に訓練
の手順が表示されている場合は、その手順に従ってカー
ソルが移動するように、フットプレート６を動かす。

【００４４】訓練者によってフットプレート６が動かさ
れると、Ｘ軸移動機構７及びＹ軸移動機構８の動作力検
出機能及び位置検出機能によって脚部にかかる負荷の大
きさ及びフットプレート６の移動量が検出され、表示部
４に数値、グラフ、カーソルの移動量等で表示されると
共に、設定部５に記録される。

【００４５】Ｘ軸移動機構７及びＹ軸移動機構８では、
反力発生制御部３に制御されたサーボモータ１５及びサ
ーボモータ２５が、設定された訓練のパターンに応じて
回転速度やトルク等を細かく変化する。これにより、フ
ットプレート６が高齢者等や健常者に応じて動く。

【００４６】脚力が極端に低下している高齢者等の場合
には、楽な状態でイスに座ってフットプレート６に片足
を乗せている状態で、フットプレート６をＸ軸移動機構
７とＹ軸移動機構８とで緩やかに移動させる。これによ
り、高齢者等は足に力を入れなくても足を動かすことが
できる。

【００４７】筋力トレーニングを行う健常者の場合は、
フットプレート６の負荷や移動速度の限界値を適宜設定
して、効率的に筋肉を使う。

【００４８】［効果］以上のように、本実施形態の脚部
訓練装置１では、訓練者がイスに座った楽な状態で片足
をプレート駆動部２のフットプレート６に乗せ、フット
プレート６の動きに応じて足の筋肉を使うことができる
ようにしたので、脚力の極端に低下した高齢者等でも、
安全で効果的な脚部の訓練を容易に行うことができるよ
うになる。

【００４９】また、フットプレート６にかかる負荷の大
きさや、移動速度等を適宜調整できるようにしたので、
筋力トレーニングを行う健常者の場合も効率的に訓練す
ることができるようになる。

【００５０】動作力検出機能及び位置検出機能による検
出値によって反力発生制御部３が訓練者の脚部にかかる
負荷を制御するため、訓練者の脚力に応じて最適な大き
さの負荷をかけることができるようになる。

【００５１】プレート駆動部２がマウスとして機能する
ため、イスに座った楽な姿勢で、訓練のための種々の設
定を容易に行うことができる。

【００５２】Ｘ軸移動機構７及びＹ軸移動機構８にサー
ボモータ１５，２５を用いたので、このサーボモータ１
５，２５の電流等を制御することで、訓練者の脚部にか
かる負荷を容易にかつ確実に調整することができる。

【００５３】また、反力発生制御部３が、訓練者が片足
を乗せた状態でフットプレート６を積極的に移動させる
ようにすることで、脚力の極端に低下した高齢者等でも
フットプレートに片足を乗せるだけで脚部の訓練を容易
に行うことができる。訓練する意志を有しないような高
齢者等に対しても、効率的に脚部の訓練を行うことがで
きる。

【００５４】さらに、脚力の強い訓練者に対してフット
プレート６の移動を抑えるように負荷をかけることで、
効率的に筋力トレーニング等の訓練を行うことができ
る。

【００５５】［変形例］ （１） 上記実施形態では、Ｚ軸方向の機構等として、
荷重を検出するＺ軸力検出手段を設けたが、Ｘ軸移動機
構７及びＹ軸移動機構８と同様のＺ軸移動機構を設け
て、フットプレート６を上下方向に昇降できるようにし
てもよい。フットプレート６の高さを調整して、訓練者
の伸張の違い等の種々の条件に合わせることができる。

【００５６】また、フットプレート６の傾斜角度調整機
能を設けて、足首の角度に合わせてフットプレート６の
傾斜を調整するようにしてもよい。この場合、例えば、
つま先側を持ち上げるように傾斜させる。傾斜角度は、
水平から１０°以内とする。これにより、足首の堅い人
にも使いやすい装置となる。

【００５７】（２） 上記実施形態では、脚部訓練装置
１を脚部の訓練に使用した例を説明したが、脚部訓練装
置１は脚部以外にも使用することができる。例えば、フ
ットプレート６上に腰を乗せて、腰を動かす訓練に用い
ることができる。さらに、寝たままの状態で、体を動か
す訓練に使用してもよい。例えば、腰と足や背中と腰等
に２カ所また３カ所以上に脚部訓練装置１を置き、体を
くねらせるように動かすようにしてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
次のような効果を奏する。

【００５９】（１） 訓練者がイスに座った楽な状態で
片足をプレート駆動部のフットプレートに乗せ、フット
プレートの動きに応じて足の筋肉を使うことができるよ
うにしたので、脚力の極端に低下した高齢者等でも、安
全で効果的な脚部の訓練を容易に行うことができるよう
になる。

【００６０】（２） フットプレートにかかる負荷の大
きさや、移動速度等を適宜調整できるようにしたので、
筋力トレーニングを行う健常者の場合も効率的に訓練す
ることができるようになる。

【００６１】（３） 反力発生制御部で訓練者の脚部に
かかる負荷を適宜制御するようにしたので、訓練者の脚
力に応じて最適な大きさの負荷をかけることができるよ
うになる。

【００６２】（４） プレート駆動部がマウスとして機
能するため、イスに座った楽な姿勢で、訓練のための種
々の設定を容易に行うことができるようになる。この場
合特に、脚力の低下した高齢者等が一人で訓練するのに
最適である。

【００６３】（５） プレート駆動部のフットプレート
をサーボモータで動かすようにしたので、このサーボモ
ータの電流等を制御することで、訓練者の脚部にかかる
負荷を容易にかつ確実に調整することができるようにな
る。

【００６４】（６） 反力発生制御部で、訓練者が片足
を乗せた状態でフットプレートを積極的に移動させるよ
うにすることで、脚力の極端に低下した高齢者等でもフ
ットプレートに片足を乗せるだけで脚部の訓練を容易に
行うことができるようになる。この場合、訓練する意志
を有しないような高齢者等に対しても、効率的に脚部の
訓練を行うことができる。

【００６５】また、脚力の強い訓練者に対してフットプ
レートの移動を抑えるように負荷をかけることで、効率
的に筋力トレーニング等の訓練を行うことができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る脚部訓練装置を示す概
略構成図である。

【図２】本発明の実施形態に係る脚部訓練装置のプレー
ト駆動部をそのフットプレートを除いた状態で示す斜視
図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図４】本発明の実施形態に係る脚部訓練装置での訓練
状態を示す側面図である。

【図５】本発明の実施形態に係る脚部訓練装置での訓練
状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１：脚部訓練装置、２：プレート駆動部、３：反力発生
制御部、４：表示部、５：設定部、６：フットプレー
ト、７：Ｘ軸移動機構、８：Ｙ軸移動機構、９：台座、
１０，１１：ガイドレール、１２，１３：支持板部、１
４：駆動棒、１５：サーボモータ、１６，１７：スライ
ダー、１８：ナット部、１９：台座、２０，２１：ガイ
ドレール、２２，２３：支持板部、２４：駆動棒、２
５：サーボモータ、２６，２７：スライダー。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 訓練者の脚部を支えて動かすことで脚部
   の訓練を行う脚部訓練装置において、 訓練者の脚部を支えるフットプレートを前後左右へ移動
   させるプレート駆動部と、 上記フットプレートの移動時に訓練者の脚部にかかる負
   荷を制御する反力発生制御部とを備えて構成されたこと
   を特徴とする脚部訓練装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の脚部訓練装置におい
   て、 上記プレート駆動部が、上記フットプレートを介して脚
   部にかかる負荷を検出する動作力検出機能と、上記フッ
   トプレートの位置を検出する位置検出機能とを備え、 これら動作力検出機能及び位置検出機能による検出値に
   よって反力発生制御部が訓練者の脚部にかかる負荷を制
   御することを特徴とする脚部訓練装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の脚部訓練装置に
   おいて、 上記プレート駆動部が、フットプレートの移動をカーソ
   ルの移動に変換する機能と、フットプレートが踏む込ま
   れるのをクリックに変換する機能とを備えて、マウスと
   して機能させることを特徴とする脚部訓練装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項に記載
   の脚部訓練装置において、 上記プレート駆動部のフットプレートの移動を制御し
   て、訓練者の脚部にかかる負荷を調整するサーボモータ
   を用いたことを特徴とする脚部訓練装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
   の脚部訓練装置において、 反力発生制御部が、脚力の弱い訓練者に対して上記フッ
   トプレートを積極的に移動させ、脚力の強い訓練者に対
   して上記フットプレートの移動を抑えるように負荷をか
   けることを特徴とする脚部訓練装置。