JP2005102798A - 運動器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来は、筋力増強や実際の歩行を目的とした歩行装置しか無いという問題点があり、お年寄りやリハビリ中の人が、室内で安全に歩行動作に似た運動を行って、歩行の練習や運動不足の解消を図ることができる運動器具を提供する。
【解決手段】 左足用のベルト2aと右足用のベルト2bとを備え、ベルト2aと2bとがローラ3a、3cの動作によって、一方のベルト2が前に進むと他方が後ろに進み、一定距離まで進むと、各々のベルトが向きを反転して、交互に前後に移動する動作を繰り返す運動器具であり、操作パネル7からの設定に従って、制御部20がローラ3a、3cを回転させるモータ10に供給する電流を制御して歩行速度及び歩幅を調節するものである。
【選択図】 図1
【解決手段】 左足用のベルト2aと右足用のベルト2bとを備え、ベルト2aと2bとがローラ3a、3cの動作によって、一方のベルト2が前に進むと他方が後ろに進み、一定距離まで進むと、各々のベルトが向きを反転して、交互に前後に移動する動作を繰り返す運動器具であり、操作パネル7からの設定に従って、制御部20がローラ3a、3cを回転させるモータ10に供給する電流を制御して歩行速度及び歩幅を調節するものである。
【選択図】 図1
Description
本発明は、歩行動作に似た運動を補助する運動器具に係り、特にリハビリ又は運動不足解消のために歩行運動を支援する運動器具に関する。
従来、歩行を補助する装置としては様々なものが考案されている。
例えば、歩行器に設けられたベルト機構に、歩行者に対して後方に張力を与えることにより負荷を与え、歩行者の歩行状態に応じてベルト機構の速度を制御する歩行器を用いた筋力増強支援装置があった(特許文献1参照)。
例えば、歩行器に設けられたベルト機構に、歩行者に対して後方に張力を与えることにより負荷を与え、歩行者の歩行状態に応じてベルト機構の速度を制御する歩行器を用いた筋力増強支援装置があった(特許文献1参照)。
また、2つのフリーローラを結ぶエンドレス歩行ベルトの上面を歩行者の歩行路面として使用し、歩行路面を床面に対して傾斜させ、また、歩行路面に対して所望の制動力を与えるブレーキ装置を備え、歩行ベルトの速度をスムーズにするブレーキ付き省エネ室内歩行装置があった(特許文献2参照)。
また、使用者を立ち姿勢の状態に支持して、路面の移動を補助し、歩行が比較的困難な人から非常に困難な人の歩行動作の補助をする歩行補助装置と歩行補助方法があった(特許文献3参照)。
しかしながら、特許文献1に示した従来の歩行装置は、筋力増強を目的としたものであり、また、特許文献2に示した従来の室内歩行装置は、使用者が自発的に歩行動作を行ってベルトを回転させるものであるため、お年寄りやリハビリ中の人等、運動機能に不安のある人が用いるには適していないという問題点があった。
また、特許文献3に示した従来の歩行補助装置は、実際の歩行が目的であり、運動としての歩行動作を行うことを想定したものではないという問題点があった。
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、お年寄りやリハビリ中の人が、室内で安全に歩行動作に似た運動を行って、歩行の練習や運動不足の解消を図ることができる運動器具を提供することを目的とする。
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、歩行運動を支援する運動器具であって、右の足を搭載する右足用搭載部と、左の足を搭載する左足用搭載部と、右足用搭載部の搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて左足用搭載部の搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作と、左足用搭載部の搭載位置を当該特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて右足用搭載部の搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返し行う駆動部とを有する運動器具としており、ユーザ自身の筋力が十分でなくても足用搭載部に乗って立っているだけで両足を交互に前後に動かして、歩行に似た運動を行うことができる。
また、本発明は、歩行運動を支援する運動器具であって、リング状のベルトと、当該ベルトの長手方向に張力を与えるようリング状のベルト内に設けられた2対のローラを有する足用搭載部を、右足用と左足用とにそれぞれ備え、右足用搭載部のベルトにおける搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて左足用搭載部のベルトにおける搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作と、左足用搭載部のベルトにおける搭載位置を当該特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて右足用搭載部のベルトにおける搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返すようローラを動作させる駆動部を有する運動器具としており、ユーザ自身の筋力が十分でなくてもリング状のベルトで形成された足用搭載部に乗って立っているだけで両足を交互に前後に動かして、歩行に似た運動を行うことができる。
また、本発明は、歩行運動を支援する運動器具であって、略舟形に形成された足置き部と、一方を当該足置き部に接続し、他方を支柱に接続する軸部を有する振り子部が支柱の接点を支点として円弧を描くよう往復する足用搭載部を、右足用と左足用とにそれぞれ備え、足用搭載部の足置き部の裏面に接触し、前方向又は後方向に回転して足置き部を前方向又は後方向に移動させるローラを、右足用と左足用とにそれぞれ備え、右足用搭載部の足置き部における搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて左足用搭載部の足置き部における搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作と、左足用搭載部の足置き部における搭載位置を当該特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて右足用搭載部の足置き部における搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返すようローラを動作させる駆動部を有するとしており、ユーザ自身の筋力が十分でなくても振り子部の足置き部に乗って立っているだけで両足を交互に前後に動かして、歩行に似た運動を行うことができ、また、装置を支える基板の長さを短くすることができる。
また、本発明は、上記運動器具において、足の土踏まずに相当する部分に突起部を設けた運動器具としており、突起部が足用搭載部の動きに応じてユーザの足を押したり止めたりして、足を足用搭載部と共にスムーズに動かすことができ、また、ユーザの足裏に適度な刺激を与えることができる。
また、本発明は、上記運動器具において、足の甲と踵を固定する固定具を設けた運動基部としており、ユーザは、ベルトの上で楽に立ち姿勢を維持することができる。
また、本発明は、装置全体を支える基板に接続する支柱と、支柱に接続し、下側に向けて凸状の弓状の手すりと、内部が手すりの断面形状よりやや大きい断面形状の中空で、当該中空を手すりが貫通し、手すりに沿って移動可能なグリップを備えた運動器具としており、ユーザは、不安定になったら手すりにつかまって身体を支えることができると共に、グリップを握って足の動きに合わせて手を前後に弧を描くように振ることができる。
また、本発明は、上記運動器具において、手すりの断面形状は角状にし、グリップは、内部に手すりの断面形状よりやや大きい角状の中空を備えている運動器具としており、グリップが円周方向に回転しようとすると、手すりの角がグリップの内壁に当たって、グリップが円周方向に回転するのを防ぐことができる。
また、本発明は、上記運動器具において、足用搭載部の移動速度を調整する指示を出力する操作パネルと、駆動部のローラを駆動するモータの回転速度を操作パネルからの指示に従って調整する制御部とを設けた運動器具としており、ユーザの指示に応じて歩行速度を調節することができる。
また、本発明は、上記運動器具において、足用搭載部の移動幅を調整する指示を出力する操作パネルと、駆動部のローラを駆動するモータの回転方向を、操作パネルからの指示に応じた周期で反転する制御部とを設けた運動器具としており、ユーザの指示に応じて歩幅を調節することができる。
また、本発明は、上記運動器具において、操作パネルから出力された移動速度に対応するモータの回転速度と、操作パネルから出力された移動幅に対応するモータの回転方向を反転する周期を記憶する記憶部を備え、制御部は、装置の動作時に記憶部から回転速度及び周期を読み取り、当該情報に基づきモータを回転する制御を行う運動器具としており、ユーザの指示に応じて歩行速度及び歩幅を調節することができる。
また、本発明は、上記運動器具において、記憶部に記憶する回転速度となるまで、徐々にモータの回転速度を上げ、記憶部に記憶する周期となるまで、徐々にモータの回転方向を反転する周期を長くする運動器具としており、動作開始時に、歩行速度を始めは遅くして徐々に速くし、また、歩幅を初めは狭くして徐々に広くしていくことができる。
本発明によれば、右の足を搭載する右足用搭載部と、左の足を搭載する左足用搭載部と、右足用搭載部の搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて左足用搭載部の搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作と、左足用搭載部の搭載位置を当該特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて右足用搭載部の搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返し行う駆動部とを有する運動器具としているので、ユーザは、自分の筋力が十分でなくても足用搭載部に乗って立っているだけで両足を交互に前後に動かして、歩行動作に似た運動を行うことができ、お年寄りやリハビリ中の人が室内で安全に運動を行って、歩行の練習や運動不足の解消を図ることができる効果がある。
また、本発明によれば、リング状のベルトと、当該ベルトの長手方向に張力を与えるようリング状のベルト内に設けられた2対のローラを有する足用搭載部を、右足用と左足用とにそれぞれ備え、右足用搭載部のベルトにおける搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて左足用搭載部のベルトにおける搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作と、左足用搭載部のベルトにおける搭載位置を当該特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて右足用搭載部のベルトにおける搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返すようローラを動作させる駆動部を有する運動器具としているので、ユーザ自身の筋力が十分でなくてもリング状のベルトで形成された足用搭載部に乗って立っているだけで両足を交互に前後に動かして、歩行に似た運動を行うことができお年寄りやリハビリ中の人が室内で安全に運動を行って、歩行の練習や運動不足の解消を図ることができる効果がある。
また、本発明によれば、略舟形に形成された足置き部と、一方を当該足置き部に接続し、他方を支柱に接続する軸部を有する振り子部が支柱の接点を支点として円弧を描くよう往復する足用搭載部を、右足用と左足用とにそれぞれ備え、足用搭載部の足置き部の裏面に接触し、前方向又は後方向に回転して足置き部を前方向又は後方向に移動させるローラを、右足用と左足用とにそれぞれ備え、右足用搭載部の足置き部における搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて左足用搭載部の足置き部における搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作と、左足用搭載部の足置き部における搭載位置を当該特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて右足用搭載部の足置き部における搭載位置を当該特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返すようローラを動作させる駆動部を有するとしており、ユーザ自身の筋力が十分でなくても振り子部の足置き部に乗って立っているだけで両足を交互に前後に動かして、歩行に似た運動を行うことができ、また、装置を支える基板の長さを短くして、装置の構成を小型化及び軽量化することができる。
また、本発明によれば、上記運動器具において、足の土踏まずに相当する部分に突起部を設けた運動器具としているので、突起部がベルトの動きに応じてユーザの足を押して、簡易な構成で、足を足用搭載部と共にスムーズに動かすことができ、また、ユーザの足裏に適度な刺激を与えることができ、血行促進を図る効果がある。
また、本発明によれば、上記運動器具において、足の甲と踵を固定する固定具を設けた運動基部としているので、ユーザは、ベルトの上で楽に立ち姿勢を維持することができ、姿勢を安定させて運動時の安全性を向上させることができる効果がある。
また、本発明によれば、装置全体を支える基板に接続する支柱と、支柱に接続し、下側に向けて凸状の弓状の手すりと、内部が手すりの断面形状よりやや大きい断面形状の中空で、当該中空を手すりが貫通し、手すりに沿って移動可能なグリップを備えた運動器具としているので、ユーザは、不安定になったら手すりにつかまって身体を支えることができ、装置の安全性を一層向上させることができると共に、グリップを握って足の動きに合わせて手を弧を描くように前後に振ることができ、より実際の歩行動作に近い運動を行うことができる効果がある。
また、本発明によれば、上記運動器具において、手すりの断面形状は角状にし、グリップは、内部に手すりの断面形状よりやや大きい角状の中空を備えている運動器具としているので、グリップが円周方向に回転するのを防ぐことができ、グリップを握って手を前後に動かす場合の安全性を高めることができる効果がある。
また、本発明によれば、上記運動器具において、足用搭載部の移動速度を調整する指示を出力する操作パネルと、駆動部のローラを駆動するモータの回転速度を操作パネルからの指示に従って調整する制御部とを設けた運動器具としているので、ユーザの指示に応じて歩行速度を調節することができ、多様なユーザに対応できる効果がある。
また、本発明によれば、上記運動器具において、足用搭載部の移動幅を調整する指示を出力する操作パネルと、駆動部のローラを駆動するモータの回転方向を、操作パネルからの指示に応じた周期で反転する制御部とを設けた運動器具としているので、ユーザの指示に応じて歩幅を調節することができ、多様なユーザに対応できる効果がある。
また、本発明によれば、上記運動器具において、操作パネルから出力された移動速度に対応するモータの回転速度と、操作パネルから出力された移動幅に対応するモータの回転方向を反転する周期を記憶する記憶部を備え、制御部は、装置の動作時に記憶部から回転速度及び周期を読み取り、当該情報に基づきモータを回転する制御を行う運動器具としているので、ユーザの指示に応じて歩行速度及び歩幅を調節することができ、多様なユーザに対応できる効果がある。
また、本発明によれば、上記運動器具において、記憶部に記憶する回転速度となるまで、徐々にモータの回転速度を上げ、また、記憶部に記憶する周期となるまで、徐々にモータの回転方向を反転する周期を長くする運動器具としているので、動作開始時に、歩行速度を始めは遅くして徐々に速くし、また、歩幅を初めは狭くして徐々に広くしていくことができ、動作開始時には徐々に動くようにして、ユーザが不安定になるのを防ぎ、安全性を向上させることができる効果がある。
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明は、ローラの回転によって前方向又は後ろ方向に進むリング状のエンドレスベルトを右足と左足のそれぞれに対して設置し、右足用のベルトが前に進めば(前進)左足用のベルトが後ろに進み(後進)、両ベルトとも特定距離まで進んだら、次はそれぞれ反対方向に、つまり、右足用のベルトが後進し、左足用のベルトが前進して、特定距離まで進むと、再度反対方向に進むという動作を繰り返す運動器具であり、ユーザは、ベルトの上に立っているだけで自然に歩行動作を行うことができ、お年寄りやリハビリ中の人等が安全に運動を行うことができるものである。
本発明は、ローラの回転によって前方向又は後ろ方向に進むリング状のエンドレスベルトを右足と左足のそれぞれに対して設置し、右足用のベルトが前に進めば(前進)左足用のベルトが後ろに進み(後進)、両ベルトとも特定距離まで進んだら、次はそれぞれ反対方向に、つまり、右足用のベルトが後進し、左足用のベルトが前進して、特定距離まで進むと、再度反対方向に進むという動作を繰り返す運動器具であり、ユーザは、ベルトの上に立っているだけで自然に歩行動作を行うことができ、お年寄りやリハビリ中の人等が安全に運動を行うことができるものである。
また、本発明は、左右両側に弓状に湾曲した手すりを設け、更に手すりに沿って前後に移動するグリップを設けた運動器具としており、ユーザが本器具を使用する際に手で体を支えることができると共に、足が前後に動くのに応じて手を自然な形で前後に振ることができ、より自然な歩行動作を行うことができるものである。
まず、本発明の第1の実施の形態に係る運動器具の構成について図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る運動器具(第1の装置)の斜視図である。
第1の実施の形態に係る運動器具は、図1に示すように、装置全体を支える基板1と、2本のエンドレスベルト(以下、「ベルト」と称する)2a及び2bと、回転するローラ3a〜3dと、ユーザが体を支える手すり4と、手すり4を支持する支柱5と、ユーザが握るグリップ6と、ユーザが操作を行う操作パネル7と、ベルト2上に設けられユーザが足を載せる突起部8a及び8bと、ユーザの足を固定する固定具9とから構成されている。
第1の実施の形態に係る運動器具は、図1に示すように、装置全体を支える基板1と、2本のエンドレスベルト(以下、「ベルト」と称する)2a及び2bと、回転するローラ3a〜3dと、ユーザが体を支える手すり4と、手すり4を支持する支柱5と、ユーザが握るグリップ6と、ユーザが操作を行う操作パネル7と、ベルト2上に設けられユーザが足を載せる突起部8a及び8bと、ユーザの足を固定する固定具9とから構成されている。
各構成部分について具体的に説明する。
基板1は、装置全体を支えるものであり、金属製又はプラスチック製の台である。そして、ローラ3a〜3dの回転軸32を回転可能に保持する軸受け33の下部が基板1の上面又は上面を貫通して上面の裏側に固定されている。また、手すり4を支える支柱5の下部が基板1の側面に固定されている。
基板1は、装置全体を支えるものであり、金属製又はプラスチック製の台である。そして、ローラ3a〜3dの回転軸32を回転可能に保持する軸受け33の下部が基板1の上面又は上面を貫通して上面の裏側に固定されている。また、手すり4を支える支柱5の下部が基板1の側面に固定されている。
ベルト2a及び2bは、ゴム製のベルトであり、ユーザが立って足を載せるものである。ベルト2aは右足用、ベルト2bは左足用のベルトとなっている。ベルト2aは、2つのローラ3a及び3bの間でほぼ水平にリング状に張られており、ローラ3aでの前後の回転力に応じて前方又は後方に動くものである。同様に、ベルト2bは、ローラ3c及び3dの間でほぼ水平にリング状に張られており、ローラ3cでの前後の回転力に応じて前方又は後方に動くものである。
尚、ベルト2a及び2bの内側には凹凸が形成され、ローラ3に設けられた凹凸とかみ合って前後に移動するようになっている。また、ベルト2a及び2bの上面にはユーザが足を載せて固定するための機構が設けられているが、これについては後で説明する。ベルト2a及び2bのリング状に張られた下面と、基板1の上面との間には隙間があり、ベルト2a及び2bの自由な運動を妨げないようになっている。
また、ベルト2a及び2bの材質は、普通の大人が第1の装置を使用して運転した場合にも十分な張力を保って2つのローラ3a及び3b又は3c及び3dの間でリング状に張ることができる材質であり、これにより、ユーザが第1の装置を使用する際にも、ベルト2a及び2bと基板1の上面との隙間は、ベルト2a及び2bの運動を妨げない間隔が保持されるものである。
そして、第1の装置の特徴として、ベルト2a及び2bは、駆動部の動作によって、交互に前進及び後退を繰り返して、第1の装置に乗っているユーザの足を左右交互に前後に動かして、無理なく歩行動作の運動を行わせることができるようになっている。
台21は、基板1上に設置され、長手方向の断面形状がコの字型に形成された台であり、台21の上には、駆動部として、モータ10と制御部20等が設置されている。台21の天板は、リング状のベルト2a及び2bの輪の中を通って、ベルト2a及び2bの外側で基板1に接して固定されている。このため、台21及び台上の駆動部は、ベルト2a及び2bには接触しておらず、ベルト2a及び2bの自由な動きを妨げることはないものである。
また、ローラ3a〜3dは、自由に回転する回転軸32の周囲にプラスチック製の円柱が設けられたものであり、ローラ3a〜3dのプラスチック製の円柱の側面、すなわちリング状に張られたベルト2a又は2bの内側の面と接する部分には、ベルト2a又は2bの凹凸とかみ合う凹凸が形成されている。また、ローラ3a〜3dの表面に凹凸を形成する代わりに、同等の凹凸が形成されたシートを貼り付けるようにしてもよい。
そして、ローラ3a〜3dは、回転軸32を回転可能に保持する軸受け33によって、基板1から一定の高さを保って取り付けられている。これにより、ローラ3a〜3dに沿って移動するベルト2a及び2bと基板1との間の隙間を保持し、ベルト2a及び2bが基板1に接するのを防ぐようになっている。
ローラ3a、3cは、回転軸32がモータ10の回転力を受けるよう接続されており、モータ10によって前方又は後方に回転し、回転力をベルト2a又は2bに伝達するものである。このとき、ローラ3a及び3cの外側に形成された凹凸と、ベルト2a又は2bの内側の凹凸とがかみ合って、ローラ3a又は3cの回転力をベルト2に伝達し、ベルト2を前方又は後方に移動させるようになっている。
また、ローラ3b、3dは、ローラ3a又は3cによって移動するベルト2a又は2bの動きに伴って回転し、ベルトを保持するものである。このときも、ベルト2a又は2bの内側の凹凸とローラ3b又は3dの外側に形成された凹凸とがかみあって、ベルト2a又は2bの動きに応じてローラ3b、3dが前方又は後方に回転するものである。
手すり4a及び4bは、プラスチック製又は金属製の弓形に形成された棒であって、基板1の左右両側に1つずつ、弓形の凸部が下向きになるよう、支柱5a及び5b、又は支柱5c及び5dに固定されて設置されている。また、手すり4a及び4bは、その断面が四角形に形成されており、更に、ユーザが握るグリップ6が手すり4に沿って移動可能に取り付けられている。
グリップ6は、第1の装置を利用するユーザが握って体を支えたり姿勢の安定を図るものであり、ユーザが握る外側はゴム又はウレタン等の柔らかい素材で形成され、内側は変形しにくいプラスチック等で形成されている。そして、内部が中空となっており、中空部を手すり4が貫通している。
そして、グリップ6は、弓形の手すり4に沿って前後に移動可能となっている。これは、ユーザがグリップ6を握って本装置上で歩行動作を行った場合に、足の動きに応じて、自然に弧を描くように手が振れるようにするためである。
また、グリップ6は、手すり4の長さ方向に対して直交する横方向(グリップ6の円周方向)には回転しないようになっており、手が外側又は内側に回転して体を支える十分な力が入らず、ユーザの姿勢が不安定になったり転倒してしまうのを防ぎ、安全性を高めるものである。手すり4及びグリップ6の構成については後で詳細に説明する。
支柱5a〜5dは、プラスチック製又は金属製の柱であり、床面に対してほぼ垂直方向となるよう基板2に固定されている。尚、ここでは図を分かり易くするために図示を省略するが、支柱5a〜5dは、それぞれ、上部を構成する部材と下部を構成する部材とから構成され、上部の部材と下部の部材との重なり具合を変えて固定ネジで固定可能なものとしており、ユーザの身長に応じて高さを調節できるものとなっている。
また、支柱5a及び5bの上部に手すり4aが固定されており、支柱5c及び5dの上部に手すり4bが固定されている。更に、装置の前寄りの部分に設けられている左右の支柱5aと5c又は手すり4aと4bを連結する支柱5′が設けられ、支柱5′には操作パネル7が取り付けられている。
操作パネル7は、ユーザが操作する電源スイッチ、歩行速度や歩幅を入力するテンキー、表示部、又はタッチパネルが設けられている。そして、操作パネル7からは、歩行速度及び歩幅を設定することが可能となっている。また、第1の装置の運転中に、ワンタッチで歩行速度を速くしたり遅くしたりする指示を入力する「もっと速く」「もっと遅く」のボタンや、ワンタッチで歩幅を変更する指示を入力する「もっと広く」「もっと狭く」のボタンが設けられている。
そして、操作パネル7から入力された信号は、支柱5′、支柱5内部に設けられた信号ケーブル(図示せず)によって台21上の制御部20に伝達される。そして、制御部20が、操作パネル7からの指示に応じてモータの回転の向き及び回転速度を制御するようになっている。また、操作パネル7と制御部20との間を無線通信により信号を送受するようにしてもよい。制御部20及びモータ10を含む駆動部の動作については後で詳細に説明する。
また、ベルト2a及び2bの上面には、ユーザが足を載せる際の目安となる足形のガイドが描かれ、ガイドに沿って足を載せた場合に、左右の土踏まずに相当する位置にストッパーとなるゴム製又は硬めのウレタン製の突起部8a及び8bが設けられている。
ここで、突起部8について、図2を用いて説明する。図2(a)は、ベルト2上における突起部8の位置を示す説明図であり、(b)は、突起部8とユーザの足との位置関係を示した説明図である。
図2(a)に示すように、突起部8は、ベルト2a及び2bに描かれた足置き位置のガイド(点線で示す)のほぼ中央部に設けられ、ベルト2a上の突起部8aはガイドの中央より右寄りに設けられ、ベルト2b上の突起部8bはガイドの中央より左寄りに設けられている。つまり、ユーザが足をガイドに合わせてベルト2上に立った場合に、ユーザの土踏まずが突起部8に載る位置に形成されているものである。
図2(a)に示すように、突起部8は、ベルト2a及び2bに描かれた足置き位置のガイド(点線で示す)のほぼ中央部に設けられ、ベルト2a上の突起部8aはガイドの中央より右寄りに設けられ、ベルト2b上の突起部8bはガイドの中央より左寄りに設けられている。つまり、ユーザが足をガイドに合わせてベルト2上に立った場合に、ユーザの土踏まずが突起部8に載る位置に形成されているものである。
そして、図2(b)に示すように、突起部8は、ユーザの土踏まずにフィットする形状で、裸足又は薄い靴下履きの土踏まずの窪みを下から十分に支えることができる大きさ及び高さに形成されている。
そして、ベルト2が前方に移動し始める時には、静止し続けようとする足を突起部8が前方に押して、足がベルトと共に前方に移動し始める力を与えるよう作用する。
また、ベルト2が移動の向きを前方から後方に変える場合には、突起部8はベルト2と共に一瞬停止し、その時にまだ前方に向かって移動し続けようとする足に後ろ向きの力を加え、ストッパーとして作用する。すなわち、突起部8は、ベルト2の移動する力をユーザの足に伝達して、ベルト2と共に足を動かす作用を備えたものである。
また、ベルト2が移動の向きを前方から後方に変える場合には、突起部8はベルト2と共に一瞬停止し、その時にまだ前方に向かって移動し続けようとする足に後ろ向きの力を加え、ストッパーとして作用する。すなわち、突起部8は、ベルト2の移動する力をユーザの足に伝達して、ベルト2と共に足を動かす作用を備えたものである。
更に、足裏にはツボが集中しているため、ユーザが裸足又は薄い靴下履きでベルト2の上に乗って、土踏まずを突起部8により押されると、足裏のツボを刺激して、血行促進等の効果も期待できるものである。
従って、突起部8の表面を滑らかに形成せずに、表面にいぼ状や棘状の小突起を複数設けておけば、足裏をより強く刺激することができ、血行促進の効果が大きくなり、一層の健康増進を図ることができるものである。
尚、ウォーキングシューズのように、ベルト2との間に十分な摩擦力が働く履物を履いてベルト2に乗る場合は、突起部8がなくてもベルト2の移動に伴ってユーザの足を移動させることができるため、ウォーキングシューズ対応の装置は、突起部8を備えていないものでよい。
更に、突起部8の下面と、ベルト2上の突起部8の設置位置に例えば面ファスナーを取り付け、突起部8を着脱可能としても構わない。
更に、突起部8の下面と、ベルト2上の突起部8の設置位置に例えば面ファスナーを取り付け、突起部8を着脱可能としても構わない。
また、図1に示すように、ベルト2a及び2bの上面には、ガイドに沿って足を載せた場合に、左足を保持する固定具9aと、右足を保持する9bとが設けられている。
固定具9a及び9bは、伸縮可能な材質、例えば、ゴム、ウレタン等から構成され、動作していない状態(初期状態)において、ベルト2上の上面のほぼ中央部のガイド付近に取り付けられている。固定具9a及び9bは、ユーザが足をガイドに沿って載せた場合に、突起部8に対して前方を固定する部分と突起部8に対して後方を固定する部分とから構成されている。
固定具9を設けることにより、突起部8のみでは足がベルト2と連動して動きにくい場合であっても、足の甲の部分と踵部分を抑えることにより安定性が増し、足がベルト2の動きにスムーズに追随してユーザは楽に歩行動作を行うことができるものである。
ここで、固定具9の使用方法について図3を用いて説明する。図3(a)〜(c)は、固定具9の使用時の状態を示す説明図である。
図3(a)に示すように、ユーザは、ベルト2に足を載せる際に固定具9a、9bの前寄りの部分に足のつま先を通し、後ろ寄りの部分に踵を通して、足がベルト2から落ちないように固定する。
図3(a)に示すように、ユーザは、ベルト2に足を載せる際に固定具9a、9bの前寄りの部分に足のつま先を通し、後ろ寄りの部分に踵を通して、足がベルト2から落ちないように固定する。
そして、本装置を動作させると、ベルト2が前後に動くのに伴ってユーザの足も前後に動くが、固定具9は、伸び縮み可能な材質で形成されているため、ユーザの足の動きに応じて、変形する。
つまり、図3(b)に示すように、ベルト2が前方に進むときにはつま先が上がって踵がついた状態となり、また、図3(c)に示すように、ベルト2が後方に進むときには踵が上がってつま先がついた状態になる。いずれの状態の時にも固定具9が伸縮して変形し、足をベルト2上に保持するものである。
このように、固定具9を伸縮可能な素材で形成し、且つ、足全体を固定するのではなく、足の甲の一部と、踵の一部のみを抑える形状とすることにより、つま先や踵を上げる動作を妨げずに足をベルト2上に固定することができ、ユーザは、ベルト2の動きに合わせてつま先や踵を上げて、より実際の歩行動作に近い動きを行うことができるものである。
尚、図3の例では、固定具9の前寄りの部分と後ろ寄りの部分をベルト2への取り付け部近くで一体化した構成としているが、固定具9を、前寄りの部分と後ろ寄りの部分とに分離した構成とし、それぞれ別々にベルト2に取り付けても構わない。
また、固定具9a及び9bの、後ろ寄りの部分を、踵を覆う袋状の形状に形成しても構わない。また、踵を覆う形状とした場合でも、図3に示した例と同様に前寄りの一部分のみをベルト2と接合して、踵全体がベルト2に固定されないようにし、ベルト2の動きに応じて踵を上げることができるようにする。
次に、手すり4及びグリップ6の構成について図4を用いて具体的に説明する。図4(a)は、手すり4及びグリップ6の外観説明図であり、(b)は、手すり4及びグリップ6の断面説明図であり、(c)は、グリップ6を手すり4に固定する場合の説明図である。
上述したように、手すり4は、弓状に形成され、下方に凸となるように設置されており、更に、図4(a)に示すように、手すり4が貫通する状態でグリップ6が取り付けられている。また、手すり4の断面形状は角形としている。
上述したように、手すり4は、弓状に形成され、下方に凸となるように設置されており、更に、図4(a)に示すように、手すり4が貫通する状態でグリップ6が取り付けられている。また、手すり4の断面形状は角形としている。
そして、(b)に示すように、本装置のグリップ6は、2層構造となっており、ユーザの手に触れるグリップ外部6aはウレタンやゴム又は布等柔らかい素材で構成されており、また、貫通孔6cが設けられている内側のグリップ内部6bは、変形しにくいプラスチック等により構成されている。
そして、本装置の特徴として、グリップ内部6bに、長手方向に貫通する貫通孔6cを備えており、貫通孔6cの断面形状は手すり4の断面形状よりやや大きめの角形としている。これにより、手すり4がグリップ6の貫通孔6cを無理なく貫通して、更に、グリップ6が手すり4の長手方向に自由に移動できるようにしている。
更に、手すり4及び貫通孔6cの断面形状を角形とすることにより、グリップ6が、グリップ6の円周方向へ回転するのを防ぐようにしている。つまり、ユーザがグリップ6を握って運動している最中に、グリップ6に対して横方向の力が加わったとしても、グリップ6が回転しようとすると、内部を貫通している手すり4の角部が貫通孔6cの内壁にぶつかるため、ほとんど回転は不可能となる。これにより、グリップ6は前後には動くが回転はしないものとなっている。
ここで、手すり4の断面の大きさと、グリップ6の貫通孔6cの大きさとの関係を簡単に説明する。説明を簡単にするために手すり4の断面の形状と、貫通孔6cの形状を正方形とした場合、手すり4の断面の対角線の1/2の長さをa、手すり4の中心軸(対角線の中点)から貫通孔6cの内壁までの最短距離をbとすると、b>aの場合には、グリップ6の貫通孔6cの断面形状が大きすぎて、グリップ6は容易に回転してしまう。また、b=aの場合には、ちょうどではあるが回転してしまうおそれがある。
従って、b<a、つまり、手すり4の中心からグリップ6の内壁までの距離が手すりの断面の対角線の1/2より小さくなるように形成する必要がある。このように形成すると、グリップ6が回転しようとしても手すり4の角がグリップ6の内壁に当たり、回転できないものである。
そして、グリップ6が手すり4に沿って前後に動くことにより、ユーザは、足を前後に動かす動きに合わせて、グリップを握ったまま手すり4に沿って手を自然な形で前後に動かすことができると共に、グリップ6が回転しないことにより、ユーザは安心してつかまって体を手で支えることができるものであり、安全性を向上させることができるものである。
更に、手すり4の形状を弓形としているため、グリップ6を握って手を前後に動かした場合に、一般的な歩行時の手の振りのように、肩を中心とした円弧を描く動きを行うことができるものである。
尚、ここでは、手すり4の断面形状及びグリップ6の貫通孔の断面形状を角形としているが、手すり4の長手方向に沿ってレール状の突起を複数本設け、グリップ6の貫通孔内壁に、手すり4のレール状の突起がはまる溝を長手方向に設けた構成としてもよい。このようにすると、グリップ6を手すり4の長手方向に移動させる場合には、手すり4のレール状の突起がグリップ6の溝を通るため自在に移動可能であるが、グリップ6を回転させようとすると、手すり4の突起が溝の壁に当たって動きが妨げられ、角形に形成した場合と同様の効果が得られるものである。
また、ここでは図示を省略するが、グリップ6が手すり4の長手方向に移動して、手すり4の端部から抜け落ちてしまうのを防ぐため、手すり4a及び4bの両端部にストッパーを設けておくとよい。通常は、支柱5がそのストッパーの役割を果たすようになっている。
また、第1の装置では、グリップ6の長手方向の移動を止めたい場合があることを想定して、第1の装置では、図4(c)に示すように、手すり4に適当な間隔で開けた複数の穴41を設け、また、グリップ6に穴61を設け、調整ネジ62を穴61及び穴41にねじ込んで締めることによりグリップ6が前後に移動しないように固定可能としている。ここで、手すり4及びグリップ6に開ける穴41及び穴61の位置はユーザの手に触れにくい手すり4及びグリップ6の下面が望ましい。
グリップ6を固定する場合には、ユーザが掴みやすい位置にグリップ6を移動して、手すり4の最寄りの穴41にグリップ6の穴61を合わせて、調整ネジ62をねじ込んで固定する。グリップ6の位置を固定することにより、ユーザが、運動中に自分の身体を手でしっかりと支えることができ、運動中の姿勢を安定させて、安全性を向上させることができるものである。つまり、本装置は、ユーザの体力や運動能力に応じてグリップ6の可動又は固定を選択することができるものである。
また、より簡易な構成として、手すり4には穴を設けず、グリップ6に設けた穴61から調整ネジ62をねじ込んで、手すり4に調整ネジ62を押しつけることにより、グリップ6を固定するようにしてもよい。
このようにすれば、手すり4上の任意の位置でグリップ6を固定することができ、微調節も可能である。
このようにすれば、手すり4上の任意の位置でグリップ6を固定することができ、微調節も可能である。
次に、台21上に設けられた駆動部について図5を用いて説明する。図5は、駆動部の概略構成説明図である。
図5に示すように、駆動部は、電流を回転運動に変換するモータ10と、操作パネル7から入力された指示に従ってモータ10に供給する電流を制御する制御部20と、モータ10の回転力をローラ3a及び3cに伝達する歯車11〜16と、駆動ベルト21及び22とから構成されている。
図5に示すように、駆動部は、電流を回転運動に変換するモータ10と、操作パネル7から入力された指示に従ってモータ10に供給する電流を制御する制御部20と、モータ10の回転力をローラ3a及び3cに伝達する歯車11〜16と、駆動ベルト21及び22とから構成されている。
駆動部の各構成部分について具体的に説明する。
制御部20は、処理部と記憶部とを備え(図示せず)、モータ10に供給する電流の大きさ及び向きを制御して、ローラ3の回転運動を制御するものである。具体的には、制御部20の処理部はマイクロコンピュータ、記憶部は不揮発性メモリ等で実現される。図5では省略されているが、電源は、家庭用コンセントから電源プラグ及び電源ケーブルを介して制御部20に入力され、制御部20から装置各部に供給されているものである。
制御部20は、処理部と記憶部とを備え(図示せず)、モータ10に供給する電流の大きさ及び向きを制御して、ローラ3の回転運動を制御するものである。具体的には、制御部20の処理部はマイクロコンピュータ、記憶部は不揮発性メモリ等で実現される。図5では省略されているが、電源は、家庭用コンセントから電源プラグ及び電源ケーブルを介して制御部20に入力され、制御部20から装置各部に供給されているものである。
そして、制御部20は、記憶部に、操作部7から入力される歩行速度とモータの回転速度を調節するための抵抗値とを対応付けた速度テーブルと、操作部7から入力される歩幅とモータの回転回数とを対応付けた歩幅テーブルとを記憶しており、操作パネル7からの指示に基づいてこれらのテーブルを参照し、モータへの電力供給を制御するものである。制御部20における制御については後で詳細に説明する。尚、「モータの回転速度」とは、単位時間当たりの回転数であり、以下、単に「回転数」と称する。
モータ10は、制御部20を介して電流の供給を受けて、電流に応じた向き及び回転数で回転し、歯車11及び12に回転力を伝達するものである。
歯車11及び12は、径及び歯数が同一の歯車(同一形状の歯車)を用いており、モータ10の回転軸23に固定されている。そして、歯車11及び12は、モータ10の回転に伴って回転するものである。
駆動ベルト21は、歯車11及び13とかみ合う溝が設けられたゴム製のベルトであり、歯車11と歯車13の間にリング状に張られている。そして、駆動ベルト21は、歯車11が回転するとそれに応じた向き及び速度で回転して、回転を歯車13に伝達するものである。
同様に、駆動ベルト22は、歯車12及び14とかみ合う溝が設けられたゴム製のベルトであり、歯車12及び歯車14の間にリング状に張られている。そして、駆動ベルト22は、歯車12の回転を歯車14に伝達するものである。
また、歯車13は、ローラ3aの回転軸24に固定されており、且つ、駆動ベルト21によって歯車11と連動するよう接続されている。そして、歯車13が回転することにより、回転軸24が回転し、ローラ3aが回転するものである。尚、歯車11と歯車13の比率は任意に設定可能である。
歯車14は、回転軸26に固定され、且つ、駆動ベルト22によって歯車12と連動するよう接続されている。ここで、歯車13と歯車14とは同一形状の歯車を用いている。
歯車15は、回転軸26に固定され、回転軸26の回転に伴って回転するものである。
また、歯車16は、ローラ3cの回転軸25に固定され、且つ、歯車15とかみ合って回転するものである。ここで、歯車15と歯車16とは同一形状の歯車を用いている。
また、歯車16は、ローラ3cの回転軸25に固定され、且つ、歯車15とかみ合って回転するものである。ここで、歯車15と歯車16とは同一形状の歯車を用いている。
次に、モータ10の回転力をローラ3a及び3cに伝達する仕組みについて図5を用いて説明する。
制御部20からの制御によって、モータ10にある向きの電流が供給されると、モータ10の回転軸23がある方向に回転し、モータ10の回転軸23に取り付けられた歯車11及び歯車12が回転する。
制御部20からの制御によって、モータ10にある向きの電流が供給されると、モータ10の回転軸23がある方向に回転し、モータ10の回転軸23に取り付けられた歯車11及び歯車12が回転する。
そして、歯車11が回転すると、駆動ベルト21が歯車11と同一方向に回転し、それに応じて歯車13も同一方向に回転する。歯車13が回転すると、その回転がローラ3aの回転軸24に伝達されて、ローラ3aが同一方向に回転するものである。すなわち、ローラ3aの回転は、歯車13の回転方向、回転数と同一である。
また、モータ10が回転すると、歯車12が歯車11と同一方向に回転する。ここで、歯車12は歯車11と同一形状のものを用いているので、歯車11と歯車12とは同じ向き、同じ回転数で回転するものである。
そして、歯車12の回転に伴ってベルト22を介して歯車14が歯車12と同一方向に回転する。ここで、歯車14は歯車13と同一の歯車を用いているので、歯車13と歯車14とは、方向も回転数も同一の回転をするものである。
歯車14が回転すると、回転軸26が回転し、同一の回転軸26に固定されている歯車15が歯車14と同一方向、同一回転数で回転する。つまり、回転数は、歯車13=歯車14=歯車15となる。
そして、歯車15が回転すると、歯車16が歯車15とかみ合って回転し、歯車16から回転軸25に回転が伝達されて、ローラ3cが回転する。
このとき、歯車16は歯車15の回転方向とは反対方向に回転することになるため、ローラ3cの回転方向は、歯車13に固定されたローラ3aの回転方向とは逆向きになる。また、歯車15と歯車16を同一形状のものを用いているので、回転数は、歯車15=歯車16となり、歯車13、14、15、16は全て同一回転数となる。従って、ローラ3cは、ローラ3aとは反対方向且つ同一回転数で回転することになる。
これにより、ローラ3a及び3cは、一方がある速度で前方に回転すると、他方は同じ速度で後方に回転する、という動作をするものである。そして、制御部20の制御により、ある一定の回数だけ回転すると、モータ10に供給する電流の向きを変えて、モータ10を逆回転させ、ローラ3a及び3cの回転方向を反対方向に変えるようにしている。
このようなローラ3a及びローラ3cの動作により、左右のベルト2a及び2bが、同じ速さで、互いに反対向きに、前に移動したり後ろに移動したりするものであり、ベルト2に立っているユーザは、歩行時の足の動きに近い動作を行うことができるものである。
次に、制御部2における制御について説明する。
まず、歩行速度の制御について説明する。
制御部20は、内部に、操作パネル7から入力された歩行速度を入力歩行速度として記憶する特定の記憶エリアを備えている。
まず、歩行速度の制御について説明する。
制御部20は、内部に、操作パネル7から入力された歩行速度を入力歩行速度として記憶する特定の記憶エリアを備えている。
そして、制御部20は、歩行速度と供給電力調整用の抵抗値とを対応付けた速度テーブルを備えており、操作パネル7から歩行速度が入力されると内部の特定記憶エリアに入力歩行速度として記憶し、速度テーブルから入力された歩行速度に対応する抵抗値を読み取って、モータ10への電力供給路上に設けられた可変抵抗(図示せず)を当該抵抗値に設定し、モータ10への供給電流を制御して、モータ10の回転速度を調節する。
速度テーブルは、歩行速度と抵抗値とを対応付けて記憶するものであり、歩行速度が小さい値では、モータ10の回転数を小さくするため小さい電流を供給するよう、大きい抵抗値が対応付けられて記憶されている。反対に、歩行速度が大きい値の場合、モータ10の回転数を大きくするので大きい電流を供給するよう、小さい抵抗値が対応付けられている。
これにより、制御部20は、操作パネル7から歩行速度が小さく設定された場合には、速度テーブルに従って抵抗値を大きく設定して、モータ10の回転数を小さくするよう制御し、歩行速度が大きく設定された場合には、抵抗値を小さく設定して、モータ10の回転数を大きくするよう制御するようになっている。
また、本装置の動作中に、操作パネル7から「もっと速く」の指示が入力された場合には、制御部20は、内部の特定記憶エリアに記憶されている入力歩行速度を、速度テーブルにおける次に速い歩行速度で更新し、当該歩行速度に対応する抵抗値を読み取って可変抵抗に設定する。
同様に、操作パネル7から「もっと遅く」の指示が入力された場合には、制御部20は、内部の特定記憶エリアに記憶されている入力歩行速度を、速度テーブルにおける次に遅い歩行速度で更新し、当該歩行速度に対応する抵抗値を読み取って可変抵抗に設定する。
これにより、ユーザが予め自分にとって最適な歩行速度を知らなくても、本装置を使用しながら、「もっと速く」又は「もっと遅く」の指示を入力すれば、制御部20が、可変抵抗の値を段階的に変化させて、徐々にベルト2の移動速度を変えることができ、最適な歩行速度とすることができるものである。
また、この最適な歩行速度を制御部20内の記憶部に記憶させておけば、電源がオフの間もデータを保持して、次の装置利用の際には、操作パネル装置の電源がオンになると、制御部20が、記憶された最適な歩行速度を読み出して操作パネル7の歩行速度の設定表示部に表示すると共に、特定記憶エリアに入力歩行速度として設定し、当該速度で動作させるようにしてもよい。このようにすれば、ユーザが、装置を利用する度に操作パネル7から毎回歩行速度を入力しなくても最適な入力歩行速度が設定され、使い勝手を向上できるものである。
また、操作パネル7に「最適な歩行速度」を選択するためのボタンを設け、ユーザが最適な歩行速度を選択したい場合に、当該ボタンを押下すると、制御部20が、記憶部に保持された最適な歩行速度を読み出して、特定記憶エリアに入力歩行速度として設定し、当該速度で動作させるようにしてもよい。
次に、制御部20における歩幅の制御について説明する。
制御部20は、操作パネル7から入力された歩幅に応じた周期で、モータ10に供給する電流の向きを反転させて、モータ10の回転方向を反転させる制御を行うものである。
制御部20は、操作パネル7から入力された歩幅に応じた周期で、モータ10に供給する電流の向きを反転させて、モータ10の回転方向を反転させる制御を行うものである。
また、制御部20は、操作パネル7から入力された歩幅を入力歩幅として記憶する特定の記憶エリアと、入力歩幅に対応して歩幅テーブルから読み取った設定カウント回数を記憶する特定の記憶エリアを備えている。
歩幅テーブルは、入力された歩幅に対応して、モータ10を反転させる周期を表す値として歩幅の1/2の長さだけベルト2を移動させるのに必要なモータ10の回転回数を記憶するものである。ここで、歩幅とは後ろ足のつま先から前足のつま先までの距離のことである。初期状態から動作開始するときには、まず、歩幅の半分だけ移動させることになるため、本装置の歩幅テーブルでは歩幅の1/2の長さ、つまり周期の1/2に対応する回転回数を記憶している。例えば、歩幅テーブルでは、歩幅40センチメートルに対応して、その半分の20センチメートルの距離を移動させるのに必要なモータ10の回転回数を記憶しているものである。
そして、操作パネル7から歩幅が入力されると、制御部20は、入力された歩幅を入力歩幅として内部の特定の記憶エリアに記憶し、歩幅テーブルから歩幅の1/2に対応する回転回数(n)を読み取り、内部の特定の記憶エリアに設定カウント回数として記憶する。そして、制御部20は、モータ10に電流を供給すると、モータ10の回転回数のカウントを開始する。
制御部20は、定期的にカウント値と特定エリアに記憶された設定カウント回数(n)とを比較する。そして、カウント値がn回以上になると、制御部20は、カウント値をリセットし、電流の向きを反転させ、再びモータ10の回転回数のカウントを開始する。
1回電流の向きを変えた後は、歩幅分だけベルト2を移動させるため、制御部20は、カウント値が2nになるまでカウントして、再度電流の向きを反転させる。そして、制御部20は、この動作を繰り返す。すなわち、制御部20は、カウント値2nの周期でモータ10の回転方向を反転するものである。そして、ストップ(停止)の指示が入力された場合には、電流を反転してからn回をカウントしたところでモータ10に対する電流の供給を停止して、モータ10を停止させ、ユーザの足がベルト2の中央部でそろうようにする。
例えば、入力歩幅が40センチメートルの場合には、装置スタート後、初めて設定カウント回数(n1)に達した際には、各々のベルト2が20センチ移動して、両足の間隔は40センチとなっている。そして、ここで制御部20がカウント値をリセットし、電流の向きを反転させることにより、ベルト2が逆方向に移動を始めるものである。
そして、1回反転した後は、制御部20が、設定カウント値の2倍(2n1)までカウントしてから向きを反転するように制御することにより、ベルト2を40センチ移動させてから反転する動作を繰り返すことになる。つまり、設定カウント値の2倍の値が、モータ10を反転させる周期に相当するものである。
このようにして、制御部20における歩幅の制御が行われるものである。
このようにして、制御部20における歩幅の制御が行われるものである。
また、本装置の動作中に、操作パネル7から「もっと広く」の指示が入力された場合には、制御部20は、歩幅テーブルを参照して、現在特定の記憶エリアに記憶されている入力歩幅の次に広い歩幅を読み取って入力歩幅を更新し、更に、歩幅テーブルを参照して更新された歩幅に対する回転回数を読み取って、記憶されている設定カウント回数を更新する。
同様に、操作パネル7から「もっと狭く」の指示が入力された場合には、制御部20は、歩幅テーブルを参照して、現在特定の記憶エリアに記憶されている入力歩幅の次に狭い歩幅を読み取って入力歩幅を更新し、更に、歩幅テーブルを参照して記憶されている設定カウント回数を更新する。
これにより、ユーザが予め自分にとって最適な歩幅を知らなくても、本装置を使用しながら、「もっと広く」又は「もっと狭く」の指示を入力すれば、制御部20が、設定カウント値の値を段階的に変化させて、徐々にベルト2の移動距離を変えることができ、最適な歩幅とすることができるものである。また、歩行速度の場合と同様に、設定された歩幅を制御部20内部の記憶部に記憶しておき、以降の装置使用時には記憶された歩幅を特定の記憶エリアに入力歩幅として設定して、最適な歩幅で動作させるようにしてもよい。
更に、制御部20が、操作パネル7から歩行速度及び歩幅が設定された場合に、動作開始直後は遅い歩行速度、狭い歩幅としておき、徐々に歩行速度を上げ、歩幅を広げていって、特定の記憶エリアに記憶されている入力歩行速度または入力歩幅に達するように制御するようにしてもよい。
具体的には、制御部20は、動作開始時には、速度テーブルから低速の値に対応する抵抗値を読み取ってモータ10の回転数を調整する可変抵抗の抵抗値として設定し、一定時間後に速度テーブルからより高速の値に対応する抵抗値を読み取って設定を更新し、この動作を順次行って、操作パネル7から入力され特定の記憶エリアに記憶されている入力歩行速度に対応する抵抗値を設定するまで繰り返す。つまり、モータ10の回転数を徐々に上げていくものである。
また、制御部20は、動作開始時には、歩幅テーブルから、狭い歩幅に対応する回転回数を読み取って設定カウント回数として記憶し、一定時間後に歩幅テーブルからより広い歩幅に対応する回転回数を読み取って、設定カウント回数を更新する。そして、この動作を順次行って、操作パネル7から入力された特定の記憶エリアに記憶されている入力歩幅に対応する回転回数を設定カウント回数として記憶するまで設定カウント回数を更新していく。つまり、モータ10の回転方向を反転する周期を徐々に長くしていくものである。
このように、動作開始時にはゆっくりした歩行速度及び狭い歩幅で動作させて、徐々に歩行速度を上げ、歩幅を広げていくことにより、装置の安全性を向上させて、ユーザがバランスを崩してしまうのを防ぎ、安全に運動を行うことができるものである。
尚、歩行速度と歩幅の両方について徐々に上げていく制御を行わなくても、いずれか一方のみを段階的に上げていくようにしてもよく、いずれか一方でも安全性を向上させる効果は得られ、また、両方とも段階的に上げる場合に比べて制御部20の処理の負荷を軽減することができるものである。
次に、第1の装置の動作及び使用方法についてユーザの操作を交えて具体的に説明する。
まず、ユーザは、操作パネル7の電源スイッチを押下して、本装置に電源を投入し、歩行速度と歩幅を入力する。入力された歩行速度と歩幅のデータは配線を通して制御部20に伝達され、歩行速度と歩幅を内部の特定エリアに記憶する。
まず、ユーザは、操作パネル7の電源スイッチを押下して、本装置に電源を投入し、歩行速度と歩幅を入力する。入力された歩行速度と歩幅のデータは配線を通して制御部20に伝達され、歩行速度と歩幅を内部の特定エリアに記憶する。
そして、制御部20は、入力された歩行速度に対応する抵抗値を速度テーブルから読み取って、モータ10への電流供給路上の可変抵抗を当該抵抗値に設定する。
また、制御部20は、入力された歩幅の1/2の長さに対応する回転回数を歩幅テーブルから読み取り、内部の特定エリアに設定カウント回数として記憶する。
尚、入力操作は、介助者等別の人が行ってもよい。
また、制御部20は、入力された歩幅の1/2の長さに対応する回転回数を歩幅テーブルから読み取り、内部の特定エリアに設定カウント回数として記憶する。
尚、入力操作は、介助者等別の人が行ってもよい。
また、グリップ6を可動にするか固定するかを決め、固定する場合には、調整ネジ62で固定する。グリップ6を可動にする場合には、調整ネジ62は不要である。
そして、ユーザは、靴を脱いで裸足又は靴下をはいた状態でベルト2の上に立ち、固定具9を装着する。固定具9の装着方法は、図3に示したように、足の甲の部分と、踵の部分をベルト状の固定具9で抑えるように装着するものである。
そして、ユーザは、操作パネル7から「スタート」の指示を入力して、左右のグリップを握る。
そして、ユーザは、操作パネル7から「スタート」の指示を入力して、左右のグリップを握る。
「スタート」の指示が入力されると、制御部20は、モータ10へ電流の供給を開始する。このとき供給される電流の向きは、予め設定されているものであり、電流の大きさは、可変抵抗に設定された抵抗値によって決まり、上述したように、操作パネル7から入力された歩行速度に対応する抵抗値に設定されている。
また、制御部20は、電流供給開始に伴って、モータ10の回転回数のカウントを開始する。
また、制御部20は、電流供給開始に伴って、モータ10の回転回数のカウントを開始する。
ユーザは、ベルトの動きに合わせて足を前後に開いていく。例えばベルト2aが前方に移動し、ベルト2bが後方に移動する場合には、それに合わせて、左足が前、右足が後ろになるように開脚していく。その際、足の動きに応じて、ユーザは、グリップ6を握った手を、手すり4に沿って、左手を後ろ、右手を前に動かしていく。
制御部20は、定期的にモータ10の回転回数のカウント値と設定カウント回数とを比較し、カウント値が設定カウント回数以上になると、カウント値をリセットして、電流の向きを反対にする。そして、再度モータ10の回転回数のカウントを開始する。つまり、歩幅の半分の距離だけベルト2を移動すると、制御部20は、モータ10へ供給する電流の向きを反転させ、ローラ3a及び3cを反対向きに回転させることにより、ベルト2a及び2bの移動の方向を反転させるようにしている。
ベルト2の移動方向が反転すると、ベルトの動きに伴って、ユーザの左足は後ろ、右足は前に動き、ユーザは、それに伴って左手を前、右手を後ろに動かす。
そして、上述したように、スタート後、1回電流の向きを反転した後は、制御部20は、モータ10の回転回数のカウント値が、設定カウント回数の2倍以上となる度に、カウント値をリセットして、電流の向きを反転して、再度回転回数のカウントを開始する処理を繰り返す。
このようにして第1の装置の動作が行われるものである。
このようにして第1の装置の動作が行われるものである。
本発明の第1の実施の形態に係る運動器具によれば、左足用のベルト2aと右足用のベルト2bとを備え、ベルト2aと2bとがローラ3a、3cの動作によって、一方のベルト2が前に進むと他方が後ろに進み、一定距離まで進むと、各々のベルトが向きを反転して、交互に前後に移動する動作を繰り返すようにしているので、ユーザは、ベルト2aの上に左足を載せ、ベルト2bの上に右足を載せて立っているだけで歩行動作のように足を動かす運動を行うことができ、安全且つ容易にお年寄りの運動不足解消やリハビリ用の軽い運動を行うことができる効果がある。
特に、お年寄りが戸外に出て歩くのは交通事故や転倒等の危険があるため、足腰の弱ったお年寄りは家に閉じこもりがちになって運動不足になり易いが、本発明の運動器具を用いることにより、室内で安全に歩行に必要なバランス感覚を養って関節の柔軟性を高めることができる効果がある。
また、本装置によれば、装置の左右両側に弓形に形成された手すり4a及び4bを設け、更に、手すり4a及び4bに、手すり4a又は4bの長さ方向に沿って移動可能なグリップ6を設けているので、ユーザは手すり4につかまることができ、転倒を防止して安全性を向上させることができると共に、グリップ6を握って足の動きに伴って、自然な弧を描くように手を振ることができ、より歩行動作に近い運動を行うことができる効果がある。
また、本装置によれば、手すり4と、グリップ6の貫通孔6cの断面形状を角形としているので、グリップ6が手すり4の長さ方向には自由に移動することができ、且つグリップ6の円周方向には回転しないようにすることができ、安全性を向上させることができる効果がある。
また、本装置によれば、調整ネジ62をグリップ6に設けられた穴61及び手すり4に設けられた穴41にねじ込んで、グリップ6を特定の位置で固定可能としているので、グリップ6を手すり4に固定することができ、ユーザは、手でしっかり身体を支えることができ、安全性をより向上させることができる効果がある。
また、本装置によれば、ベルト2上の、土踏まずが当たる位置に突起部8を設けているので、ベルト2の動きに伴って突起部8がユーザの足を前又は後ろ方向に押すため、ユーザの足をベルト2と共に動かすことができ、突起部8に乗っているユーザは、バランス感覚を養うことができる効果がある。
更に、本装置によれば、ベルト2上の突起部8の近辺に伸縮可能な固定具9を設けているので、ユーザは、固定具9で足のつま先寄りの部分と、踵寄りの部分を固定しておけば、突起部8だけの場合に比べてベルト2上において楽に立ち姿勢を維持することができ、また、ベルト2の動きに合わせて固定具9が伸縮して、足が前に移動するときにはつま先が上がり、後ろに下がるときには踵が上がるので、ユーザは、より自然な歩行に近い動作を行うことができる効果がある。
次に、本発明の第2の実施の形態に係る運動器具について説明する。
上述した第1の運動器具では、ユーザの足を載せて移動する手段としてベルトを用いたが、第2の実施の形態に係る運動器具(第2の装置)では、1対の振り子状の足置きを備え、左右の足おきをローラによって交互に前後に送り出す動作を繰り返すことにより、ユーザが左右の足を交互に前後に繰り出す動作を行うことができるようにしたものである。
上述した第1の運動器具では、ユーザの足を載せて移動する手段としてベルトを用いたが、第2の実施の形態に係る運動器具(第2の装置)では、1対の振り子状の足置きを備え、左右の足おきをローラによって交互に前後に送り出す動作を繰り返すことにより、ユーザが左右の足を交互に前後に繰り出す動作を行うことができるようにしたものである。
第2の装置について図6を用いて具体的に説明する。図6は、本発明の第2の実施の形態に係る運動器具(第2の装置)の斜視図である。
図6に示すように、第2の装置は、図1に示した第1の装置とほぼ同様の構成及び機能を備えたものとして、手すり4と、支柱5と、グリップ6と、操作パネル7とを備え、第2の装置の特徴部分として、基板1′と、支持部51a及び51bと、振り子部52a及び52bと、ローラ31a及び31bとを備えている。
図6に示すように、第2の装置は、図1に示した第1の装置とほぼ同様の構成及び機能を備えたものとして、手すり4と、支柱5と、グリップ6と、操作パネル7とを備え、第2の装置の特徴部分として、基板1′と、支持部51a及び51bと、振り子部52a及び52bと、ローラ31a及び31bとを備えている。
更に、振り子部52は、軸53と足置き部54とから構成されている。また、図示は省略するが、基板1′の内部には、ローラ31a及び31bを駆動する駆動部が設けられている。駆動部の構成及び動作は図5に示したものと同様である。
各構成部分について説明する。尚、図1に示した第1の運動器具と同様の構成及び機能を備えた部分については説明を省略する。
基板1′は、金属製又はプラスチック製の箱であり、装置全体を支えるものである。基板1′の上面には、中央部にローラ31a及びローラ31bの一部が突出する穴が設けられている。また、基板1′の内部には駆動部(図示せず)が内蔵されている。
基板1′は、金属製又はプラスチック製の箱であり、装置全体を支えるものである。基板1′の上面には、中央部にローラ31a及びローラ31bの一部が突出する穴が設けられている。また、基板1′の内部には駆動部(図示せず)が内蔵されている。
支持部51aは、振り子部52aを取り付ける金属製の棒状の部材であり、両端が支柱5aと5bに固定されて設けられている。また、同様に支持部51bは、振り子部52bを取り付ける部材であり、両端が支柱5cと5dに固定されている。
振り子部52aは、略舟形に形成されたプラスチック製又は金属製の足置き部54aと、足置き部54aの外側(左側)に固定されたプラスチック製又は金属製の軸53aとから構成され、軸53aは支持部51aに支点ネジ55aで取り付けられている。そして、振り子部52aは、ローラ31aの回転に伴って、軸53aが支持部51に取り付けられた支点ネジ55aを中心として、円弧を描くように前後に往復するものである。
同様に、振り子部52bは、プラスチック製又は金属製の足置き部54bと、足置き部54bの外側(右側)に固定された金属製又はプラスチック製又は金属製の軸53bとから構成されており、軸53bは支点ネジ55bによって支持部51bに可動的に取り付けられ、ローラ31bの回転に伴って、支点ネジ55bを中心として円弧を描くように前後に往復するものである。
そして、足置き部54a及び54bの底面と、ローラ31a及び31bの表面には、互いにかみ合う形状の溝が形成されており、ローラ31a又は31bが回転すると、ローラ31に形成された溝と足置き部54a又は54bに形成された溝とがかみ合って、ローラ31a又は31bの回転に応じて足置き部54a又は54bが前方向又は後ろ方向に動くようになっている。
また、溝に限らず、例えばゴムのような素材をローラ31の表面及び足置き部54の底面に貼って、接触面の摩擦力を大きくするように構成しても構わない。
また、溝に限らず、例えばゴムのような素材をローラ31の表面及び足置き部54の底面に貼って、接触面の摩擦力を大きくするように構成しても構わない。
ローラ31a及び31bは、基板1内に設けられた駆動部(図示せず)の動作により、前方向または後ろ方向に回転するものである。
ここで、振り子部52の構成及び使用時の例について図7を用いて説明する。図7(a)は、振り子部52a及び52bを真上から見た説明図であり、(b)は、使用時の側面図であり、(c)及び(d)は、振り子部52の動作の様子を示す側面図である。尚、図7(b)、(c)、(d)では説明を簡単にするために振り子部52aのみを表しているが、振り子部52bも同様に動作するものである。
図7(a)に示すように、振り子部52aは左足用であって、足置き部54aの左側に軸53aが取り付けられ、振り子部52bは右足用であって、足置き部54bの右側に軸53bが取り付けられ、振り子部52aと52bとは左右対称の形状となっている。
また、足置き部54a及び54bには、ユーザが足を載せる目安とする足形のガイドが描かれている。
また、足置き部54a及び54bには、ユーザが足を載せる目安とする足形のガイドが描かれている。
また、図示は省略するが、足置き部54a及び54bには、第1の実施の形態に示した運動器具と同様に、ユーザが乗った場合に、足の土踏まずに相当する部分に突起部を設けてもよい。また、突起部の前後に足の甲と踵を固定する固定具を設けてもよい。
そして、(b)に示すように、装置が停止している状態においては、振り子部52の軸53は、ほぼ鉛直方向に垂下している。また、足置き部54にユーザが足を載せた場合に、軸53はユーザの身体の外側にくるので、運動の妨げにはならないものである。
そして、(c)に示すように、ローラ31が前方向に回転すると、ローラ31の表面に形成されている溝と、足置き部54の底面に形成されている溝とがかみ合って、ローラ31の回転に伴って足置き部54が前に押し出される。このとき、振り子部52は支点ネジ55を中心として円弧を描くように動くものである。
また、(d)に示すように、ローラ31が後ろ方向に回転すると、足置き部54が後ろに押し出されて、後ろ方向に円弧を描くように押し出されるものである。
また、(d)に示すように、ローラ31が後ろ方向に回転すると、足置き部54が後ろに押し出されて、後ろ方向に円弧を描くように押し出されるものである。
つまり、第2の装置では、設定可能な歩幅の上限は、足置き部54の長さによって決まるものであり、足置き部54は、50〜60センチメートル程度の長さとするのが望ましい。
このように、第2の装置では、振り子部52が、装置の上部に設けられた支持部51に取り付けられた支点ネジ55を中心として円弧を描くように動作するので、振り子部52の動作範囲は基板1′の大きさによって限定されるものではない。つまり、基板1の大きさは、装置全体を安定させるのに十分な大きさであればよく、振り子部52の動作空間の下の範囲を全てカバーする大きさでなくてよい。
これにより、第2の装置では、基板1′の前後方向の長さを短くすることができ、装置全体の重量を軽減することができるものである。
また、基板1′内に設けられた駆動部は、図5に示した駆動部とほぼ同様の構成であるためここでは図示を省略するが、制御部と、モータと、複数の歯車とから構成されている。制御部は、操作パネル7から入力された指示に応じて、モータに供給する電流を制御して、モータの回転の向き及び速さを制御するものである。具体的には、操作パネル7から入力された歩行速度に応じてモータへの電力供給路上に設けられた可変抵抗の値を制御し、また、操作パネル7から入力された歩幅に応じて、モータの回転回数をカウントして、一定回数毎に電流の向きを反対にしてローラ31の回転する向きを反転させるものである。
但し、第2の運動器具では、歩幅は、ローラ31の円周が回転した分の円弧の長さに相当するので、同じ歩幅を設定した場合でも、ローラ31の径によって必要な回転角は異なるものである。すなわち、ローラ31の径が大きければ少ない回転角ですみ、ローラ31の径が小さければ大きな回転角が必要になる。
そのため、第2の運動器具の歩幅テーブルは、歩幅に対応して、歩幅の1/2に相当する円弧が得られる回転角分ローラ31を回転させるのに必要なモータの回転回数を記憶しているものである。当該回転回数がモータの回転方向を反転させる周期の1/2に相当するものである。
尚、制御部における歩行速度の制御と歩幅の制御は第1の実施の形態の運動器具において説明した方法と同様の制御方法である。
尚、制御部における歩行速度の制御と歩幅の制御は第1の実施の形態の運動器具において説明した方法と同様の制御方法である。
そして、図5に示した構成によって、ローラ31aとローラ31bとが反対方向に回転するように構成されているものである。これにより、ローラ31aと31bとは互いに反対の向きに、同じ速度で同じ角度だけ回転し、モータの回転回数が設定カウント値に達した場合、つまり足置き部54a及び54bが歩幅の1/2だけ送り出された場合に、モータに供給する電流の向きを反転してローラ31aと31bの回転方向を反転し、次からはモータの回転回数が設定カウント値の2倍になる毎に回転方向を反転する、という動作を繰り返し、振り子部52aと52bとが交互に前後に動くようにしている。
本発明の第2の実施の形態に係る運動器具は、支点に可動的に取り付けられた振り子部52a及び52bを設け、ローラ31a又はローラ31bの回転によって、振り子部52aを前方向に円弧を描くように押し出し、振り子部52bを後ろ方向に円弧を描くように押し出して、設定された位置まで行ったらローラ31a及び31bの回転向きを反転して、互いに反対向きに押し出す動作を繰り返すようにしているので、ユーザは、振り子部52の足置き部54aに左足を載せ、54bに右足を載せて立っているだけで、円弧を描くように前後に足を動かす運動を行うことができ、室内で安全且つ容易にお年寄りの運動不足解消やリハビリ用の軽い運動を行うことができる効果がある。
また、第2の装置によれば、駆動部を基板1′の中に内蔵して、駆動部を搭載するための台を不要とし、また、基板1′の前後方向の長さを足置き部54より短くすることも可能であるため、装置の構成を小型化・軽量化することができる効果がある。
本発明は、歩くのは体によいとは分かっていてもなかなか歩こうとしない人、又はお年寄りやリハビリ中の人が、室内で安全に歩行動作に似た運動を行って、歩行の練習や運動不足の解消を図ることができる運動器具に適している。
1…基板、 2…エンドレスベルト(ベルト)、 3…ローラ、 4…手すり、 5…支柱、 6…グリップ、 7…操作パネル、 8…突起部、 9…固定具、 10…制御部、 11、12、13、14、15、16…歯車、 20…、 21、22…駆動ベルト、 23、24、25…回転軸、 31…ローラ、 32…回転軸、 33…軸受け、 41…穴、 51…支持部、 52…振り子部、 53…軸、 54…足置き部、 55…支点ネジ、 61…穴、 62…調整ネジ
Claims (11)
- 歩行運動を支援する運動器具であって、
右の足を搭載する右足用搭載部と、
左の足を搭載する左足用搭載部と、
前記右足用搭載部の搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて前記左足用搭載部の搭載位置を前記特定幅で後方向に移動させる動作と、前記左足用搭載部の搭載位置を前記特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて前記右足用搭載部の搭載位置を前記特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返し行う駆動部とを有することを特徴とする運動器具。 - 歩行運動を支援する運動器具であって、
リング状のベルトと、当該ベルトの長手方向に張力を与えるよう前記リング状のベルト内に設けられた2対のローラを有する足用搭載部を、右足用と左足用とにそれぞれ備え、
前記右足用搭載部のベルトにおける搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて前記左足用搭載部のベルトにおける搭載位置を前記特定幅で後方向に移動させる動作と、前記左足用搭載部のベルトにおける搭載位置を前記特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて前記右足用搭載部のベルトにおける搭載位置を前記特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返すよう前記ローラを動作させる駆動部を有することを特徴とする運動器具。 - 歩行運動を支援する運動器具であって、
略舟形に形成された足置き部と、一方を当該足置き部に接続し、他方を支柱に接続する軸部を有する振り子部が前記支柱の接点を支点として円弧を描くよう往復する足用搭載部を、右足用と左足用とにそれぞれ備え、
前記足用搭載部の足置き部の裏面に接触し、前方向又は後方向に回転して前記足置き部を前方向又は後方向に移動させるローラを、右足用と左足用とにそれぞれ備え、前記右足用搭載部の足置き部における搭載位置を特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて前記左足用搭載部の足置き部における搭載位置を前記特定幅で後方向に移動させる動作と、前記左足用搭載部の足置き部における搭載位置を前記特定幅で前方向に移動させると共に、それに応じて前記右足用搭載部の足置き部における搭載位置を前記特定幅で後方向に移動させる動作とを繰り返すよう前記ローラを動作させる駆動部を有することを特徴とする運動器具。 - 足用搭載部において、足の土踏まずに相当する部分に突起部を設けたことを特徴とする請求項1乃至3記載の運動器具。
- 足用搭載部において、足の甲と踵を固定する固定具を設けたことを特徴とする請求項1乃至4記載の運動器具。
- 装置全体を支える基板に接続する支柱と、
前記支柱に接続し、下側に向けて凸状の弓状の手すりと、
内部が前記手すりの断面形状よりやや大きい断面形状の中空で、前記中空を前記手すりが貫通し、前記手すりに沿って移動可能なグリップを備えたことを特徴とする請求項1乃至5記載の運動器具。 - 手すりの断面形状は角状であり、
グリップは、内部に前記手すりの断面形状よりやや大きい角状の中空を備えていることを特徴とする請求項6記載の運動器具。 - 足用搭載部の移動速度を調整する指示を出力する操作パネルと、
駆動部のローラを駆動するモータの回転速度を前記操作パネルからの指示に従って調整する制御部とを設けたことを特徴とする請求項2乃至7記載の運動器具。 - 足用搭載部の移動幅を調整する指示を出力する操作パネルと、
駆動部のローラを駆動するモータの回転方向を、前記操作パネルからの指示に応じた周期で反転する制御部とを設けたことを特徴とする請求項2乃至8記載の運動器具。 - 操作パネルから出力された移動速度に対応するモータの回転速度と、前記操作パネルから出力された移動幅に対応するモータの回転方向を反転する周期を記憶する記憶部を備え、
制御部は、装置の動作時に前記記憶部から前記回転速度及び前記周期を読み取り、当該情報に基づき前記モータを回転する制御を行うことを特徴とする請求項9記載の運動器具。 - 制御部は、記憶部に記憶するモータの回転速度となるまで、徐々に前記モータの回転速度を上げ、前記記憶部に記憶する周期となるまで、徐々に前記モータの回転方向を反転する周期を長くすることを特徴とする請求項10記載の運動器具。
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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