JP2004358058A - 電動ステッパー - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、使用者が左右の踏み板上に乗り、電源を入れるだけで自動的に足踏み運動をすることができ、健康の維持、増進、リハビリをすることができる電動ステッパー提案を目的とする。
【解決手段】基台上に動力手段によって駆動されるリンク機構を介して交互に傾動運動をする左右の踏み板を備えるとともに、前記左右の踏み板の前方に設置した支柱と、当該支柱に取り付けたハンドル、及び、前記動力発生手段の操作部及び表示部を備え、つま先側を支点とした傾動運動を実現できるように構成した電動ステッパーとして、前記課題を解決した。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、使用者が左右の踏み板上に乗り、電源を入れるだけで自動的に足踏み運動をすることができ、健康の維持、増進、リハビリをすることができる電動ステッパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１） 従来、自宅に居ながら手軽に足踏み運動をすることができる器具として、スプリングやエアシリンダ等を組み込んだステッパーが普及している。
しかし、このようなタイプのステッパーは、使用者自らが、自らの意思に基づいて踏み板を踏み込まなければならず、なかなか長続きがしないという問題がった。また、運動の強度も、スプリングやエアシリンダ等の強さを調節することによって行えるものもあるが、使用中には当該調整を行えず、面倒であった。
【０００３】
（２） 電動式の器具としては、特開２００２−３６９８９４号公報に、モータの駆動によって動き、使用者が体重をかけて装置の動きにあわせるだけで適度な運動をすることができる装置の発明が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６９８９４号公報
【０００５】
【発明により解決しようとする課題】
然し乍、従来の装置は、踏み板が前後方向にスライドする動きが加えられており、大腿部に作用する力がそれ程高くない構成となっている。
【０００６】
大腿部、特に大腰筋を刺激すると、関節硬直の予防改善の効果があるのみならず、アルツハイマー病や、パーキンソン病、脳卒中の症状を緩和、予防する効果があると考えられている。
【０００７】
そこで、この発明は、特に大腰筋を刺激することができ、筋力の鍛錬だけでなく、種々の症状のリハビリにも利用することのできる装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、モータ等の動力発生手段によって駆動される踏み板に足を乗せるだけで、その場で足踏み運動をするのと同等の運動を実現するようにして前記課題を解決したのである。
【０００９】
すなわち、この発明の電動ステッパーは、基台上に動力手段によって駆動されるリンク機構を介して交互に傾動運動をする左右の踏み板を備えるとともに、前記左右の踏み板の前方に設置した支柱と、当該支柱に取り付けたハンドル、及び、前記動力発生手段の操作部及び表示部を備えたことを特徴とする電動ステッパーである（請求項１）。
【００１０】
この発明の電動ステッパーは、踏み板を前後方向にスライドさせることなく、恰も、その場で軽く足踏み運動をしているような動き、すなわち使用者のつま先側を支点とした、傾動運動を実現するものである。そのため、このような動きを実現するものであれば、リンク機構はどのような構成であってもよい。
【００１１】
例えば、リンク機構は、基台に対して横方向に取り付けたロール軸を支点として、左右の踏み板を傾動運動させる構成とすることができる（請求項７）。
【００１２】
また、この発明の電動ステッパーは、左右の踏み板の下面にそれぞれ取り付けた球体と、当該左右の踏み板に対して横方向に配置され、当該左右の踏み板の間を支点としてシーソー運動をする支持部材を備え、前記球体を前記支持部材の両側にそれぞれ当接させて左右の踏み板を支持した構成とすることができる（請求項２）。さらに、左右の踏み板の傾動運動の速度及び回数を検知するセンサーを備えた構成とすることができる（請求項３）。
【００１３】
また、動力発生手段に当該動力発生手段の制御を行うコントロールボックスを接続し、前記動力発生手段による前記左右の踏み板の駆動力を、使用者側の入力によって前記踏み板の踏み替え回数を変化できる程度の大きさに制御したり（請求項４）、ハンドル、操作部及び表示部は、支柱へ脱着可能として、当該支柱は、基台に回動自在に取り付けると共に、複数の部分に分割可能である構成としたりすることができる（請求項５）。さらに、基台の後部から上方へ延びる脱着自在の背もたれ及び／又は椅子を備えた構成とすることもできる（請求項６）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の真空ロボットの好ましい実施の形態について説明する。
【００１５】
（１） この発明の電動ステッパーは、動力により、使用者が自ら脚を動かさなくても、運動をしたのと同等またはそれ以上の効果を与えること目的としている。特に、大腿部を高く上げたいわゆる「腿上げ」に似た運動の効果を与えることを目的としている。「腿上げ」運動をすると、大腿部の表側の足の付け根付近の筋肉が動く。
そこで、動力発生手段によって駆動される左右のリンク機構３、４を基台５に取り付け、使用者が搭乗して交互に踏み替える左右の踏み板６、７をその搭乗面６ａ、７ａの角度が変化するように、すなわち、左右の踏み板６、７がつま先側を支点とした傾動運動ができるように左右のリンク機構３、４にそれぞれ取り付けている。
動力発生装置は、モータ２を用いるのが一般的であるが、他の装置を用いることも、もちろん可能である。
リンク機構は、図示のように左右の踏み板６、７毎に別個のもの３、４を用意して取り付け、動力発生装置（モータ２）からの入力を左右別々に行うようにしてもよい。要は、交互に踏み替える左右の踏み板６、７の搭乗面６ａ、７ａの角度を、交互に変化させることができるような機構であればどのような機構であってもよい。例えば、エアーシリンダの圧力を制御して踏み板６、７を交互に動かすようにしてもよい。
このようなリンク機構３、４は、前記踏み板６又は７を取り付け、基台５に対して横方向に取り付けたロール軸１７又は１８を支点とし、当該踏み板６又は７の搭乗面の角度を変化させるリンクを少なくとも備えている構成とすることが望ましい。
なお、本明細書に置いて、横方向とは図２中、矢示１４の方向をいい、前後方向とは、矢示１５の方向をいうものとする。
【００１６】
（２） 左右の踏み板６、７の下面、又は左右の踏み板６、７を取り付けたリンクの下面にそれぞれ球体６ｂ、７ｂを取り付け、左右の踏み板６、７の間を支点１２としてシーソー運動をする支持部材１３を基台５に対して横方向に配置して基台５に取り付け、球体６ｂ、７ｂを支持部材１３の両側１３ａ、１３ｂにそれぞれ当接させて左右の踏み板を支持する構成とする。このような構成とすれば、一方の踏み板、例えば図４図示のように踏み板６が下がると、支持部材１３の符号１３ａ側が下がり、同時に符号１３ｂ側が支点１２を支点として上昇する。これにより踏み板７が持ち上げられる。踏み板７は、もちろんリンク機構４によって上昇するが、支持部材１３によって持ち上げられることにより、よりスムーズな上昇を実現している。この作用が連続することによって装置全体の動きが滑らかとなり、使用者の違和感を緩和させることができる。
球体６ｂ、７ｂを用いたのも、摩擦を少なくし、スムーズな動きを実現する為である。
【００１７】
（３） この発明の電動ステッパー１は、左右の踏み板６、７に搭乗し、さらに当該踏み板６、７は自動で動くものであるから、使用者は何かに掴まりながら使用できればバランスがとれるし、安全である。そこで、この発明の電動ステッパー１では、基台５の左右の踏み板６、７の前方に支柱８を取り付けてある。
支柱８には、ハンドル９と動力発生手段（モータ２）の操作部１０及び表示部１１を取り付けてある。表示部１１は、プログラム設定／表示切り替えスイッチ１１ａを備えることができる。
この発明の電動ステッパー１は、左右の踏み板６、７の搭乗面６ａ、７ａの角度の変化の速度、回数を検知するセンサーを備えた構成とすることができるが、このセンサーによる計測値から、種々のデータ、例えば消費カロリー等を計算して表示部１１に表示させることができる。また、運動時間等の表示も可能である。
（４） また、動力発生手段（モータ２）に動力発生手段（モータ２）の制御を行うコントロールボックス１６を接続し、動力発生手段（モータ２）による左右の踏み板６、７の駆動力を、使用者側の入力によって踏み替え回数を変化できる程度の大きさに制御することができる。このとき、コントロールボックス１６は、前記センサーによる情報を取り込んで解析することができる。
このように制御すれば、運動の強さを変えることができ、例えば、電動ステッパー１を用いてリハビリを行うようなときは、回復の度合いに応じた運動の強さとすることができる。
【００１８】
（５） 電動ステッパー１は、使用しないときなどは、コンパクトに分解し、折り畳めると便利である。そこで、ハンドル９、操作部１０、表示部１１を、支柱８へ脱着可能なものとし、支柱８も、複数の部分８ａ、８ｂに分割できるようにし、最基端に位置する部分８ａは、基台５に回動自在に取り付けるようにすることができる。
なお、ハンドル９は、支柱８にＴ字状に取付部を設け、当該取付部に左右の把手を差し込み、ボタンを押して脱着できるようにすることもできる。
【００１９】
（６） 電動ステッパー１を使用するときは、使用者はハンドル９を握って運動することができる。
しかし、立った状態で使用すると、使用者の体重が足腰にかかり、強制的に脚を動かされると、過負荷がかかって、却って、足腰の負担になることが考えられる。
そこで、基台５の後部から上方へ延びる脱着自在の背もたれ及び／又は椅子２７を備えた構成とすることができる。
【００２０】
【実施例１】
以下、この発明の電動ステッパー１の実施例について説明する。
【００２１】
（１） 電動ステッパー１の基本的構成は、基台５に左右のリンク機構３、４を取り付け、このリンク機構にそれぞれ踏み板６、７を取り付ける。さらに、モータ２と、コントロールボックス１６を取り付け、ハンドル９、操作部１０、表示部１１を取り付けた支柱８を立設してなる。
【００２２】
（２） 基台５は、横向きに配置した前後の脚部材５ａ、５ｂを、長手方向を前後方向としたセンターフレーム５ｃで繋なぎ、このセンターフレーム５ｃ上に間隔を開けて前柱５ｄと、後柱５ｅを立設し、前柱５ｄに前方に向かってモータ２設置用のステー５ｆを取り付けてある。
ステー５ｆには、ギアボックス２ａが装着したモータ２を取り付けてあり、ステーの両側からは、回転軸２ｂ、２ｃが突出している。
また、前柱５ｄには、リンク機構３、４を取り付けるためのロール軸１７、１８が取り付けてある。
さらに、基台５の後側の脚材５ｂには踏み板６、７の後端が最下点に来たときに接触するゴム製の緩衝材２５、２５が取り付けてある。
【００２３】
（３） 次にリンク機構３、４について説明する。リンク機構３、４は同一のもであるので、リンク機構３について説明し、リンク機構４についての説明は省略する。
リンク機構３は、レール部材３ａ、短リンク３ｂ、中リンク３ｃ、長リンク３ｄ、Ｌ字状リンク３ｅからなる。図３は、短リンク３ｂ、中リンク３ｃ、長リンク３ｄ、Ｌ字状リンク３ｅを分解した状態の説明図である。
各リンクの接続は、まず、レール部材３ａを基台５のセンターフレーム５ｃの側面に水平に取り付ける。このレール部材３ａは、前後方向の溝３ａ１を備えている。
短リンク３ｂは、一端側３ｂ１をモータ２の回転の回転軸２ｂに取り付け、短リンク３ｂの他端側３ｂ２は、長リンク３ｄの一端側３ｄ１とを連結する。長リンク３ｄの他端側３ｄ２は、中リンク３ｃの一端側３ｃ１と連結し、中リンク３ｃの他端側３ｃ２とＬ字状リンク３ｅの短節側の端部３ｅ１と連結する。
長リンク３は、中リンク３ｃとの連結を行った他端側３ｂ２の先端部にピン３ｄ３を取り付け、このピン３ｄ３をレール部材３ａの溝３ａ１に摺動自在に装着する。
Ｌ字状リンク３ｅは、角部３ｅを前柱５ｄに取り付けたロール軸１７に回動自在に装着する。また、Ｌ字状の長節に踏み板６を取り付ける。これにより、踏み板３は、角部３ｅを支点として、踏み板６を動かすことができる。
また、左右の踏み板６、７を取り付けたＬ字状リンク３ｅ、４ｅの下面にそれぞれ球体６ｂ、７ｂを取り付けてある。
【００２４】
（４） 基台５の後柱５ｅには、基台５に対して横方向に配置した支持部材１３を支点１２で取り付けてある。この支持部材１３の両側１３ａ、１３ｂには踏み板６、７の球体６ｂ、７ｂをそれぞれと当接させてある。
後柱５ｅには、センサー１９、１９を取り付けてあり、また、支持部材１３にセンサー１９、１９に対向する位置に磁石２０、２０を取り付けてある。このような構成とすることにより、支持部材１３がシーソー運動をしたときに、センサー１９、１９が、磁石２０、２０の通過したことを感知して、運動の速度や回数を算出する為の基礎データを収集することができる。
【００２５】
（５） 基台５の前柱５ｄには、支柱８を立設してある。また、支柱８には、ハンドル９、操作部１０、表示部１１を取り付けてある。
ハンドル９は、図示のようにオーバル形状の一部分を切り取った形状となっており、取付部分は、９ａは螺子止めされており、この螺子２１を弛めることによって種々の角度に設定することができる。このハンドル９は、使用者の体型等にあわせて、角度を変更でき、オーバル形状のどの部分を握ってもよい。
また、表示部１１は、支柱８の上縁に設けたステー（不図示）に係止して装着してある。操作部１０は、ダイアル式であり、ダイアルを回すことによって踏み板６、７の傾動運動の速度を変化させることができる。
支柱８は、図７図示のように下側部分８ａと上側部分８ｂとに分割でき、下側部分８ａは、前柱５ｄに回動自在に取り付けるようにすることができる。
これにより、収納時は、支柱８は、収納時は、ハンドル９、表示部１１を取り外し、下側部分８ａから矢示２３のように上側部分８ｂを分割し、下側部分８ａを矢示２４の折り畳んで、コンパクトに収納することができる。
【００２６】
（６） コントロールボックス１６は、モータ２とセンサー１９、１９、さらに表示部１１と接続されている。コントロールボックスには、運動の強さを設定するプログラムを組み込んであるが、当該プラグラムにより、モータ２の出力を、踏み板６、７の駆動力が、使用者側の入力によって踏み板６、７の踏み替え回数を変化できる程度の大きさに制御できるようにしてある。このような制御により、使用者自らの意思を反映した運動をすることもできる。
【００２７】
（７） 以上のように構成した電動ステッパー１は、使用者が左右の踏み板６、７に搭乗し、操作部１０を操作して運動を開始する。このとき、表示部１１に表示する種々の情報を見ながら運動を続けることができる。また、プログラム設定／表示切り替えスイッチ１１ａを操作して、プラグラム設定を行うことができる。
【００２８】
【実施例２】
この発明の電動ステッパーの他の実施例について、図８を用いて説明する。
【００２９】
図８図示の電動ステッパー２６が、実施例１の電動ステッパー１と異なる点は、基台５の後部から上方へ延びる脱着自在の椅子を備えている点である。椅子２７は、脚部２７ａと支柱２７ｂ、座面２７ｃとからなっており、各部は、分解可能で、コンパクトに収納することができる。また、前後の位置や、高さも調節できる。
電動ステッパー２６の使用者は、座面２７ｃに腰掛けたり、寄り掛かったりしながら、運動を行うことができる。このように使用すれば、使用者の全体重がかかることがないので、使用者への負荷を軽減することができる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、動力手段によって駆動されるリンク機構を介して交互に傾動運動をする左右の踏み板を備えているので、使用者の意思によらず、適度な運動をすることができる効果がある。
【００３１】
また、支柱にハンドルを取り付けたので、使用者は、ハンドルを掴んで、安定した状態で安全に運動をすることができる。
【００３２】
また、左右の踏み板の下面にそれぞれ取り付けた球体と、当該左右の踏み板に対して横方向に配置され、当該左右の踏み板の間を支点としてシーソー運動をする支持部材を備えているので、踏み板の傾動運動がスムーズである。
【００３３】
さらに、踏み板の傾動運動の速度及び回数を検知するセンサーを備え、当該センサーにより得られたデータに基づいて、表示部に種々の情報が提示されるので、使用者はそれらの情報を見ながら運動をすることができる。また、当該データを使用し、プラグラムに基づいた運動をすることができる。
【００３４】
このプログラムで、動力発生手段による踏み板の駆動力を、使用者側の入力によって前記踏み板の踏み替え回数を変化できる程度の大きさに制御することにより、使用者に適度の負荷を与えることができ、リハビリなどにも有効に使用することができる。
【００３５】
さらに、各部を取り外し、折り畳むことができるようにしたので、コンパクトに収納することができる。
【００３６】
また、基台の後部から上方へ延びる脱着自在の背もたれ及び／又は椅子を備えているので、使用者の全体重がかからない状態で使用することができ、使用者への負荷を軽減することができる。
【００３７】
リンク機構を、基台に対して横方向に取り付けたロール軸を支点として、左右の踏み板を傾動運動させることができるように構成したので、つま先側を支点とした傾動運動を行うことができる。
【００３８】
本発明の電動ステッパーを使用することにより、大腿部、特に大腰筋を刺激することができ、筋力リハビリや、関節硬直の予防改善の効果があるのみならず、アルツハイマー病や、パーキンソン病、脳卒中の症状を緩和、予防する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の電動ステッパーの正面図。
【図２】同じく、支柱を取り外した状態の拡大平面図。
【図３】図１図示の電動ステッパーに用いられるリンク機構を構成する各リンクを分解した説明図。
【図４】同じく、右側の踏み板が下がった状態の一部拡大側面図。
【図５】同じく、左側の踏み板が下がった状態の一部拡大側面図。
【図６】図５図示の状態の、一部拡大正面図。
【図７】各部を分解する状態を説明する側面説明図。
【図８】椅子を取り付けた実施例の側面図。
【符号の説明】
１、２６ 電動ステッパー
２ モータ
３、４ リンク機構
５ 基台
６、７ 踏み板
８ 支柱
９ ハンドル
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 支点
１３ 支持材
１６ コントロールボックス
１７、１８ ロール軸
１９ センサー
２７ 椅子

Claims (7)

1. 基台上に動力手段によって駆動されるリンク機構を介して交互に傾動運動をする左右の踏み板を備えるとともに、前記左右の踏み板の前方に設置した支柱と、当該支柱に取り付けたハンドル、及び、前記動力発生手段の操作部及び表示部を備えたことを特徴とする電動ステッパー。
2. 左右の踏み板の下面にそれぞれ取り付けた球体と、当該左右の踏み板に対して横方向に配置され、当該左右の踏み板の間を支点としてシーソー運動をする支持部材を備え、
   前記球体を前記支持部材の両側にそれぞれ当接させて左右の踏み板を支持したことを特徴とする請求項１記載の電動ステッパー。
3. 左右の踏み板の傾動運動の速度及び回数を検知するセンサーを備えたことを特徴とする請求項１記載の電動ステッパー。
4. 動力発生手段に当該動力発生手段の制御を行うコントロールボックスを接続し、前記動力発生手段による前記左右の踏み板の駆動力を、使用者側の入力によって前記踏み板の踏み替え回数を変化できる程度の大きさに制御することを特徴とする請求項１記載の電動ステッパー。
5. ハンドル、操作部及び表示部は、支柱へ脱着可能として、当該支柱は、基台に回動自在に取り付けると共に、複数の部分に分割可能であることを特徴とする請求項１記載の電動ステッパー。
6. 基台の後部から上方へ延びる脱着自在の背もたれ及び／又は椅子を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動ステッパー。
7. リンク機構は、基台に対して横方向に取り付けたロール軸を支点として、左右の踏み板を傾動運動させることを特徴とする請求項１乃至６記載の電動ステッパー。

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