JP2007209542A - トレーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単に着座部に着座するという動作のみで乗り込むことが可能で、高齢者等にとって極めて使いやすい優しいものにする。
【解決手段】運動者Ｍが着座する着座席３５を備えた着座部３０と、着座席３５に着座した運動者Ｍが足裏を当接させるフットプレート４２と、着座席３５に着座し、かつ、足裏をフットプレート４２に当接させた運動者Ｍが足を踏ん張ることにより生じる踏ん張り力に抗した負荷を運動者Ｍに与える移動機構部３８とが基礎ボード２０に装着されてなるトレーニング装置１０であり、フットプレート４２は、基礎ボード２０に設けられた一対の足載せ部フレーム４１から外方に向かって略水平に突出した水平姿勢Ｔ１と、着座席３５の着座レベルと略同等の高さレベルで足載せ部フレーム４１から上方に向かって略垂直に突出した垂直姿勢Ｔ２との間で姿勢変更可能に構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、運動者が足腰を鍛えるために使用するトレーニング装置に関するものであり、特に高齢者やリハビリ対象者（以下、高齢者等という）が使用するのに適したトレーニング装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているようなトレーニング装置（運動用器具）が知られている。このトレーニング装置は、運動者が着座する着座部と、運動者がこの着座部に着座して足で押す足押し部材と、この足押し部材を足で押すことによる反力で着座部を移動させるに際し当該着座部に荷重を加える荷重手段とを備えて構成されている。そして、着座部に着座した運動者は、荷重手段の荷重に抗した脚の屈伸運動を繰り返し、これによって着座部を正逆移動させることにより身体を鍛えることができるようになっている。

かかるトレーニング装置は、所定の立体形状を呈し、かつ、高さ寸法が人の標準的な身長より若干高めのフレームを有し、このフレームに着座部や足押し部材等が装着されているとともに、足押し部材と着座部との間に運動者がフレーム内に対して出入りするための空間が設けられている。

従って、運動者は、この空間を介してフレーム内に入り込み、しかる後に着座部に着座するとともに、足を足押し部材に載せることになる。
特開２００４−１９４９８５号公報

しかしながら、特許文献１のトレーニング装置にあっては、たとえフレーム内に運動者が出入り可能な空間が設けられていても、運動者は、この空間内に入るに際し、まず下部の敷居フレームを跨がなければならないばかりか、空間内に入って着座部に着座した後、足を上げてその足裏を足押し部材に当接させる動作を行わなければならず、これらの動作は健常者にとってはそれ程努力を要するものではないが、高齢者等にとっては困難な場合もあり、従って、特許文献１に記載のトレーニング装置は、必ずしも高齢者等に優しいものであるとは言い難い。

本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであって、着座部の前面を着座に際して障害物のないフリーな空間とすることにより、単に着座部に着座するという動作のみで乗り込むことが可能であり、従って、健常者についてはもちろんのこと高齢者や身体にハンデキャップのある人にとっても容易に使用することができる優しいトレーニング装置を提供することを目的としている。さらには、トレーニングを行なう際に、運動者の身体に無理な負荷がかからないように考慮したトレーニング装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、着座部と、前記着座部の前方に所定距離だけ離間して配置される垂直姿勢のフットプレートと、前記着座部と前記フットプレートとを相対的に離接させる移動機構部と、前記移動機構部に対して移動動作に所要の負荷を印加する負荷付与部と、前記フットプレートを、前記着座部の前方位置と前記前方位置の略下方端で水平姿勢となる乗降位置との間で移動させる変位機構部とを備えたことを特徴とするトレーニング装置である。

かかる構成によれば、フットプレートは、着座部の前方位置と前記前方位置の略下方端で水平姿勢となる乗降位置との間で姿勢変更可能に構成されており、運動者が着座部に乗り込むに際し変位機構部によって略下端にて水平姿勢に姿勢設定されることにより、着座部の前面が着座に際し障害となる機構等がない全くフリーな空間になるので、運動者に対して通常の椅子に腰掛ける動作と同様な動作のみでフットプレートを踏み台にして着座部に極めて容易に着座することを可能とする。従って、運動者が健常者である場合に限らず、高齢者等であっても極めて容易な着座が提供される。また、上記のとおり、乗降時に着座部の前面がフリーな空間とされるため、車椅子を利用している運動者に対し、車椅子をトレーニング装置の前方のすぐ近くまで移動させてそのまま車椅子から着座部へ容易に乗り移ることを可能とする。また、運動者に介護者が付き添っているような場合には、介護者の労力が大幅に軽減される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、外部から操作可能な操作部と、前記負荷付与部及び前記変移機構部の制御を行う制御部とを有し、前記変位機構部は、前記操作部が操作されることに基づき、前記制御部からの信号により前記フットプレートを、前記乗降位置から前記前方位置へ前方位置と乗降位置との間で移動させることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、着座部に着座した運動者により操作部が操作されると、変位機構部の駆動によりフットプレートは乗降位置と前方位置との間で移動される。従って、着座部に着座した運動者がトレーニングを開始するに際しては、操作部の操作でフットプレートを乗降位置から前方位置に移動させる一方、トレーニングが終了したときは、操作部の操作でフットプレートを前方位置から乗降位置に移動させることにより、運動者は楽に着座部から降りられる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記変位機構部は、前記フットプレートを支持するアームと、前記アームを略９０度回動させることで前記フットプレートを前記前方位置と前記乗降位置との間で変位させる回動機構部とを有することを特徴とするものである。

かかる構成によれば、フットプレートは、変位機構部の駆動で乗降姿勢と垂直姿勢との間で姿勢変更される。そして、変位機構部は、フットプレートを支持するアームと、このアームを略９０度回動させる回動機構部とを備えて構成されているため、回動機構部の駆動でアームを正逆回動させるという簡単な操作でフットプレートに姿勢変更を行わせることが可能になり、変位機構部の構造を簡単なものにして製造コストの低減化に貢献した上でフットプレートの確実な姿勢変更動作が確保される。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記移動機構部は、前記着座部を前後に移動させるものであることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、着座部がフットプレートに対して前後方向に移動されるので、これにより、フットプレートを位置固定したままで、運動者に足腰の屈伸運動等を行わせることが可能となる。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記負荷付与部が前記着座席に対して後方への移動に対し負荷を与えるものであることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、着座部に着座した運動者は、垂直姿勢に姿勢設定されたフットプレートに足裏を当接させた状態で、足を踏ん張ることにより、着座部は、前記負荷付与部の負荷に抗して後方へ向けて移動する一方、踏ん張りを解消すると、負荷付与部に押圧されて元の前方位置に戻るため、これらの踏ん張りおよび踏ん張り解消を繰り返すことで足腰を鍛えるトレーニングが実行される。

請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、負荷付与部が電気的負荷発生器であり、且つ、前記操作部の操作に基づき、制御部からの信号によって前記フットプレートが移動開始するまで、前記着座部を前記乗降位置において非可動に固定する一方、前記操作部の操作による前記フットプレートの移動時に、前記固定を解除することを特徴とするものである。

かかる構成によれば、操作部の操作によって前記フットプレートが移動を開始するまで、前記着座部を非可動な状態に固定（ロック）するので、運動者が着座部に着座する場合および着座部から立ち上がる場合に、着座部が前後動したり装置の後方に体重または力がかかることで着座部が不用意に後方にずれてしまうことを防止できる。もし、着座部が不安定に前後動したり、後方に大きくずれると運動者の体が急に伸びてしまうため筋肉や関節に無理な負荷がかかる恐れがあるが、本発明によればそのような不具合を未然に防止することができる。このように、運動者はトレーニングに入る前に普段どおりに着座することができるので、高い信頼性を確保することができる。

なお、着座部に一体的に取り付けられた手摺を設けるようにすれば、運動者が着座する場合に、この手摺を掴んで座ることができるので、高齢者等も支障なく着座することができる。手摺については必ずしも着座部に一体のものでなく、トレーニング装置の本体に対して一体的に取り付けられたものであってもよいが、移動する着座部の両側に一対の手摺を設けておけば、トレーニング時の運動者の体の支えにもなり極めて有用である。

請求項７記載の発明は、請求項４乃至６のいずれかに記載の発明において、前記負荷付与部は電気的負荷発生器であり、且つ、制御部からの信号によって、前記フットプレートが前記乗降位置から前記前方位置へ移動開始した直後から前記移動機構部に対して、前記着座部が装置の前方に向かう負荷を付与することを特徴とするものである。

かかる構成によれば、運動者が着座した着座部が、運動者の姿勢等によって急に後方に移動する（ずれる）ことによって、運動者の体、特に脚部が急激に伸びてしまい、その結果、着座席上でのバランスが悪くなったり、また、着座部を前方に戻さなければならないという不便さや、筋肉や関節に負担がかかるといった事態を回避できる。即ち、フットプレートが乗降位置から前記前方位置へ移動開始する際には、運動者の脚部が徐々に折り曲げられながら上昇するに伴い、上半身（着座した臀部から上）がこの脚部に押される形で自然と後方にずれることになるが、その際、筋力の弱い高齢者等はそのまま脚部が一気に伸びきってしまう可能性があるので、着座席上でのバランスが悪くなる上、脚部が伸びてしまった場合、適当なトレーニング開始のポイント（後述するフロントポジション）を定めるためには、脚部に力を入れて膝を折り曲げ、着座部を再び前方に移動させなければならず不便である。また、脚部や下腹部の筋肉に負担をかけてしまう可能性もある。この点、本発明によれば、体が伸びきってしまう可能性のあるフットプレートの移動開始時には、着座部に対して装置前方に向かって逆向きの軽い負荷をかける構成としているので、上記のような急激な体の伸びを抑制することができる。従って、特に高齢者等にとって使い勝手のよいトレーニング装置を提供することができる。

請求項８記載の発明は、請求項４乃至７のいずれかに記載の発明において、前記負荷付与部は電気的負荷発生器であり、且つ、制御部からの信号によって、前記着座部の移動範囲の後端部近傍において、前記電気的負荷発生器によって、前記着座部が前記後端部に近接するほど前記負荷を増加させることを特徴とするものである。

かかる構成によれば、運動者がトレーニング中に、勢い余って急激に脚部を伸ばしたような場合でも、着座部は、その移動範囲の後端部で低速になる。即ち、着座部が後端部に近づくほど、逆向き（装置の前方向き）の負荷が大きくなるので、もし高速で着座部が後端部に接近してもその速度が徐々に抑制されることとなり、着座部の移動が無理なく行われ、着座部上の運動者のバランスも良好に保持できる。

なお、ここで、着座部の移動範囲とは機械的に可動可能な範囲の他、後述するモード３のように、制御部によって運動者の身体情報を参照して決定された移動範囲をも含むものである。これは、各運動者の身体的特徴に合わせてその運動者にとって適当と考えられる移動範囲を設定するものである。例えば、身長の低い運動者に対する着座部の移動範囲は身長の高い運動者のそれよりも狭くするといった設定である。このように、着座部の移動範囲の後端部とは、必ずしも機械的な可動範囲の後端とは限らず、制御部によって設定された可動範囲の後端も含んでいる。

請求項９記載の発明は、請求項２乃至８のいずれかに記載の発明において、前記操作部は運動者の身体情報が入力可能とされ、且つ、前記制御部は前記操作部から入力された身体情報に基づいて、前記負荷付与部から付与される前記負荷の強さと前記着座部の移動範囲との少なくとも一方を設定することを特徴とするものである。

かかる構成によれば、制御部の制御により、操作部から入力された身体情報に基づき運動者の能力に対応する負荷（押圧力）が設定され、負荷付与部は、その押圧力で着座部を押圧するため、無理のない適正な運動が実行される。また、前記身体情報に基づき、その運動者に適した着座部の移動範囲が設定されるので、運動者は身体に無理な負担をかけることなく運動を実行することができる。

なお、ここで、操作部という概念の中には、装置に取り付けられた入力装置に限らず、ネットワーク接続されたデータベースからの情報を受信する受信部も含む。

請求項１記載の発明によれば、運動者が着座部に乗り込むに際しフットプレートを水平姿勢に姿勢設定することにより、着座部の前面空間はフリーな空間になっているため、運動者が健常者である場合に限らず、高齢者等であってもフットプレートを踏み台にして着座部に極めて容易に着座することができる。また、運動者に介護者が付き添っているような場合には、介護者の労力を大幅に軽減することができる。

請求項２記載の発明によれば、着座部に着座した運動者により操作部が操作されることにより、変位機構部の駆動でフットプレートは乗降位置と前方位置との間で移動する。従って、着座部に着座した運動者がトレーニングを開始するに際し操作部が操作されることでフットプレートが乗降位置から前方位置へ移動される一方、トレーニングが終了したときは、操作部が操作されることでフットプレートが前方位置から乗降位置に移動され、これによって運動者は楽に着座部から降りることができる。

請求項３記載の発明によれば、変位機構部は、フットプレートを支持するアームと、このアームを略９０度回動させる回動機構部とを備えて構成されているため、回動機構部の駆動でアームが正逆回動されてフットプレートが容易に姿勢変更され、変位機構部の構造を簡単なものにして製造コストの低減化に貢献した上でフットプレートの確実な姿勢変更動作を確保することができる。

請求項４記載の発明によれば、着座部がフットプレートに対して前後方向に移動されるので、これにより、フットプレートを位置固定したままで、運動者に足腰の屈伸運動等を行わせることができる。

請求項５記載の発明によれば、着座部に着座した運動者は、垂直姿勢に姿勢設定されたフットプレートに足裏を当接させた状態で、足を踏ん張ることにより、着座部は、前記負荷付与部の負荷に抗して後方へ向けて移動する一方、踏ん張りを解消すると、負荷付与部に押圧されて元の前方位置に戻るため、運動者にこれらの踏ん張りおよび踏ん張り解消を繰り返えさせることで足腰を鍛えるトレーニングを与えることができる。

請求項６記載の発明によれば、操作部の操作によって前記フットプレートが移動を開始するまで、前記着座部を非可動な状態に固定するので、運動者が着座部に着座する場合に、着座部が前後動したり、装置の後方に体重または力がかかることで着座部が不用意に大きく後方にずれてしまうことを防止できる。従って、運動者はトレーニングに入る前に普段どおりに着座することができ、高い信頼性を確保することができる。

請求項７記載の発明によれば、体が伸びきってしまう可能性のあるフットプレートの上方への移動開始時には、着座部に対して装置前方に向かって逆向きの軽い負荷をかける構成としているので、後方に向かうような急激な体の伸びを抑制することができる。従って、特に高齢者等にとって使い勝手のよいトレーニング装置を提供することができる。

請求項８記載の発明によれば、運動者がトレーニング中に、勢い余って急激に脚部を伸ばしたような場合でも、着座部がその移動範囲の後端部で低速にすることができるので、着座部の移動が無理なく行われ、着座部上の運動者のバランスも良好に保持できる。

請求項９記載の発明によれば、制御部の制御により操作部から入力された身体情報に基づき運動者の能力に対応する押圧力を設定し、負荷付与部に対して設定した押圧力で着座部を押圧させるため、運動者に、無理のない適正な状態で運動を実行させることができる。また、前記身体情報に基づき、その運動者に適した着座部の移動範囲を設定するので、運動者に対し身体に無理な負担をかけることのない運動を実行させることができる。

以下、図１〜図４を基に本発明に係るトレーニング装置について説明する。図１は、本発明に係るトレーニング装置の一実施形態を示す分解斜視図であり、図２および図３は、図１に示すトレーニング装置の組み立て斜視図である。

そして、図２は、フットプレートが垂直姿勢に姿勢設定され、かつ、外装カバーが外された状態を示し、図２（Ａ）は、トレーニング装置を右前方から見た図であり、図２（Ｂ）は、トレーニング装置を左後方から見た図である。また、図３（Ａ）は、フットプレートが水平姿勢に姿勢設定され、かつ、着座席が、運動者が乗降する位置であるホームポジションに位置設定された状態、図３（Ｂ）は、フットプレートが垂直姿勢に姿勢設定され、かつ、着座席がトレーニングを開始する位置であるフロントポジションに位置設定された状態、図３（Ｃ）は、フットプレートが垂直姿勢に姿勢設定され、かつ、着座席が装置の後端部の位置であるリヤポジションに位置設定された状態をそれぞれ示している。

さらに、図４は、フットプレートが垂直姿勢に姿勢設定された状態のトレーニング装置の側面図であり、図４（Ａ）は、着座席がホームポジションに位置設定された状態、図４（Ｂ）は、着座席がリヤポジションに位置した状態をそれぞれ示している。

なお、図１〜図４においてＸ−Ｘ方向を左右方向（幅方向）、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。

本発明に係るトレーニング装置１０は、着座した状態で所定の運動負荷に抗して脚部を屈伸させることにより足腰を鍛錬するためのものである。かかるトレーニング装置１０は、まず図１に示すように、平板状を呈する基礎ボード２０上に、運動者Ｍ（図３、図４）が着座する着座部３０と、この着座部３０に着座した運動者Ｍが足を載せるための後述のフットプレート４２を姿勢変更させる足載せ機構部４０と、着座部３０および足載せ機構部４０の後述する動作に対して所定の入出力操作を行う、後述のパネルボード５４を備えた入出力部５０と、入出力部５０からの入力情報に基づき着座部３０および足載せ機構部４０の動作を制御する制御部６０とが装着されることによって構成されている。

前記基礎ボード２０は、平面視で後半分が後方に向かって幅狭になるように設定されて台形状に形成されているとともに、略前半分が正方形状に形成され、かかる形状設定で支持する着座部３０および足載せ機構部４０の外観形状に対応させられている。かかる基礎ボード２０は、縦横および周縁部に所定の桟材を組み合わせて扁平な構造体を形成し、この構造体の表面側に金属板を被せることによって構成され、軽量でありながら構造的に丈夫になっている。

このような基礎ボード２０には、着座部３０、足載せ機構部４０、入出力部５０および制御部６０の組み付けが完了した状態で外装カバー２１が装着され、これによってトレーニング装置１０は、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示すように、外観視がデザイン的に美麗になっている。かかる外装カバー２１は、基礎ボード２０の後部に装着された着座部３０の左右を覆う一対の後方側部カバー２２と、基礎ボード２０の前部に装着された足載せ部機構４０の左右および中央部をそれぞれ覆う一対の前方側部カバー２３および前方中央部カバー２４とからなっている。

これら後方側部カバー２２、前方側部カバー２３および前方中央部カバー２４は、いずれも基礎ボード２０に対して部分的に着脱可能とされ、これによってトレーニング装置１０に対するメンテナンス作業を容易に行い得るようになっている。

前記着座部３０は、基礎ボード２０の左右方向の中央部において前端より若干後方位置から後端に向かって延びるように当該基礎ボード２０に固定された着座部フレーム３１と、この着座部フレーム３１の上面に敷設された前後方向に延びるガイドレール３２と、このガイドレール３２にガイドされつつ前後方向に向かって正逆移動する一対のスライダ３３と、これら一対のスライダ３３に支持された着座席支持ボード３４と、この着座席支持ボード３４の上面に装着された着座席３５および背凭れ３６と、前記背凭れ３６の傾倒角度を調節する傾倒角度調節機構３７と、前記スライダ３３および着座席支持ボード３４を介して着座席３５および背凭れ３６を前後方向に向けて正逆移動させ得るとともに、着座席３５に着座した運動者Ｍの脚の屈伸運動による踏ん張りに負荷を与えるとともに、着座席３５を正逆移動させる移動機構部３８とを備えて構成されている。

前記着座部フレーム３１は、基礎ボード２０の上面に立設された４本の支柱３１１と、これら４本の支柱３１１の頂部間に架設された前後方向に長尺の長方形状を呈する天板３１２とを備えている。各支柱３１１は、人体の標準的な膝下寸法より若干短めに寸法設定され、これによってガイドレール３２、スライダ３３および着座席支持ボード３４を介して着座部フレーム３１に支持される着座席３５が着座に適した高さ寸法になるようになされている。

前記ガイドレール３２は、前後一対のスライダ３３を介して前記着座席支持ボード３４の前後動をガイドするものであり、着座部フレーム３１の天板３１２の左右方向中央位置において前後方向に延びた状態で固定されている。かかるガイドレール３２は、端面視でＩ形状を呈したＩ型鋼によって形成され、上下一対の前後方向に延びる長尺平板３２１と、これら一対の長尺平板３２１間の左右方向の中央位置に架設された前後方向に延びる長尺縦板３２２とからなっている。一対の長尺平板３２１間には、左右一対の前後方向に延びるガイド凹条３２３が形成されている。

前記スライダ３３は、端面視で逆Ｕ字状に形成され、両側部にガイドレール３２の上部の長尺平板３２１を跨いだ状態で一対のガイド凹条３２３に嵌り込む被ガイド突起３３１がそれぞれ設けられ、これらの被ガイド突起３３１が各ガイド凹条３２３に摺接状態で嵌め込まれることによってスライダ３３が外れ止め状態でガイドレール３２案内されつつ前後動し得るようになっている。

前記着座席支持ボード３４は、平面視で矩形状に形成され、左右幅寸法が前記着座部フレーム３１の左右寸法より相当幅広に設定されている一方、前後方向の長さ寸法が着座部フレーム３１の前後長より若干短めに設定されている。かかる着座席支持ボード３４は、左右幅方向の中央部における前端部と前後方向の中央部とが前記各スライダ３３にそれぞれ固定されるねじ止めその他で固定され、これによって各スライダ３３を介してガイドレール３２に案内されつつ前後動し得るようになっている。

また、着座席支持ボード３４の前後方向の中央位置より若干後方位置には、前記背凭れ３６を支持するための背凭れ支持フレーム３４１が立設されている。この背凭れ支持フレーム３４１は、着座席支持ボード３４から上方に向けて突設された左右方向一対のブラケット３４４に対し第１軸３４５回りに回動自在に装着され、前記傾倒角度調節機構３７の動作によって傾倒角度が調節可能になされている。この背凭れ支持フレーム３４１の傾倒角度調節で背凭れ３６を所望の傾きに設定し得るようになっている。 前記着座席３５は、平面視で略正方形状を呈し、着座席支持ボード３４の略前半分の位置の上面に固定されている。かかる着座席３５は、発泡性合成樹脂からなる柔軟な芯材としてのパッド材３５１に表皮材としてのトリム３５２が被覆されることによって形成され、これによって快適に着座し得るようになっている。

ところで、後述するように着座席３５（機構的には着座席支持ボード３４を含む、以下、特に区別して説明を行わない限り、着座席３５で代表して説明する）は、運動者が乗降する場合には前後に移動することがないように固定状態とするべくロックをかけているが、このロックは後述するスライド用モータ（負荷付与部、電気的負荷発生器）３８１（サーボモータを採用）によって行っている。即ち、スライド用モータ３８１としてはサーボモータを採用しているが、速度制御モードにおいて速度＝０とすることでモータの回転が行われない固定状態となるため、これを利用してロックをかけている。

前記背凭れ３６は、人体の標準的な背中の寸法に合わせて上下方向に長尺に寸法設定され、前記背凭れ支持フレーム３４１の前面側に固定されている。かかる背凭れ３６は、着座席３５と同様に発泡性合成樹脂からなる柔軟な芯材としてのパッド材３６１に表皮材としてのトリム３６２が被覆されることによって形成され、これによって着座席３５に着座した状態で背中を快適に凭れ掛からせることができるようになっている。

そして、前記背凭れ支持フレーム３４１には、左右の側部から前方に向かって突設された左右方向一対の握持アーム３４２が設けられ、着座席３５に着座し、背中を背凭れ３６に凭れ掛からせた運動者Ｍは、図３および図４に示すように、左右の手で各握持アーム３４２を握持することにより、運動時に力を込めることができるようになっている。

また、着座席支持ボード３４の前方位置には、パイプを折り曲げ加工することによって形成された左右方向一対の手摺３４３が設けられている。これら一対の手摺３４３は、着座席支持ボード３４の前側位置で左右から着座席３５を挟むように設けられ、運動者Ｍは、これらの手摺３４３を握ることで着座席３５に対して容易に乗降し得るようになっている。

前記背凭れ３６は、運動者Ｍの体格や好みに応じて前記傾倒角度調節機構３７の操作により傾倒角度が変更可能になっている。図５は、傾倒角度調節機構３７の一実施形態を説明するためのトレーニング装置１０の一部切欠き部分斜視図であり、図５（Ａ）は、背凭れ３６の傾倒姿勢が傾倒角度調節機構３７によりロックされた状態、図５（Ｂ）は、傾倒角度調節機構３７の所定の動作で背凭れ３６の傾倒姿勢のロックが解除された状態をそれぞれ示している。なお、図５におけるＸおよびＹによる方向表示は、図１の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。

図５に示すように、傾倒角度調節機構３７は、着座席支持ボード３４の右側縁に設けられた前後方向に延びる操作軸３７１と、この操作軸３７１の前部から上方に向けて突設された操作レバー３７２と、前記操作軸３７１の後部から上方に向けて突設されたリンクアーム３７３と、このリンクアーム３７３の上端部と背凭れ支持フレーム３４１との間に介設されるロックピン部材３７４と、このロックピン部材３７４の左端面に対向するように背凭れ支持フレーム３４１の右側端縁から後方に向けて突設された円弧状を呈する位置決め板３７５とを備えて構成されている。

前記着座席支持ボード３４の右側端縁には、操作軸３７１を装着するための平面視でコ字状を呈する切欠き凹部３４６が設けられ、操作軸３７１は、この切欠き凹部３４６の前後の縁壁を貫通した状態で軸心回りに回動可能に装着されている。前記操作レバー３７２は、このような操作軸３７１の切欠き凹部３４６内における前方位置に固定されているとともに、前記リンクアーム３７３は、操作軸３７１の切欠き凹部３４６内における後方位置に固定されている。従って、操作レバー３７２を操作軸３７１回りに回動操作することにより、リンクアーム３７３は、操作レバー３７２と同心で一体回動することになる。前記リンクアーム３７３の上部には、上下方向に延びる長孔３７３１が穿設されている。

前記ロックピン部材３７４は、円柱状のシリンダ３７４１と、このシリンダ３７４１に摺接状態で内装されるロックピン３７４２と、前記シリンダ３７４１に内装されてロックピン３７４２に左方の位置決め板３７５へ向かう付勢力を付与するコイルスプリング３７４５とを備えて構成されている。前記シリンダ３７４１は、背凭れ３６とリンクアーム３７３との間において、着座席支持ボード３４から上方に向けて突設された左右一対の支持板３４７に一体的に支持されている。

前記ロックピン３７４２は、シリンダ３７４１より長尺に設定されており、右側の小径部３７４３と、この小径部３７４３の左端部から同心で左方に向けて一体的に突設された大径部３７４４とからなっている。そして、前記コイルスプリング３７４５は、シリンダ３７４１内において圧縮状態で小径部３７４３に外嵌され、これによって左端部がシリンダ３７４１から外部に突出した状態の大径部３７４４を位置決め板３７５に向けて付勢している。

また、ロックピン部材３７４の小径部３７４３は、シリンダ３７４１の右端部から右方に向けて突出し、その右端部に設けられて前後方向に延びるリンク軸３７６を介してリンクアーム３７３と連結されている。前記リンク軸３７６は、リンクアーム３７３に穿設された上下方向に延びる長孔３７３１に嵌入され、これによってリンクアーム３７３の操作軸３７１回りの正逆回動がリンク軸３７６を介して適正にロックピン３７４２の左右方向へ向かう直線運動に伝達されるようになっている。

一方、前記背凭れ支持フレーム３４１の右縁部から後方に向かって突設された前記位置決め板３７５は、前記第１軸３４５の軸心を曲率中心とした円弧状に形成され、前記ロックピン３７４２と対向し得るように曲率径寸法が設定されている。かかる位置決め板３７５には、第１軸３４５の軸心を曲率中心とし、かつ、前記ロックピン３７４２と対向した所定の曲率径寸法の位置に、周方向に亘って配列された複数のロック孔３７５１が穿設されている。これらのロック孔３７５１は、いずれも孔径寸法がロックピン３７４２の大径部３７４４の径寸法より若干大きめに設定されている。

このように構成された傾倒角度調節機構３７によれば、図５（Ａ）に示すように、ロックピン３７４２の大径部３７４４が、コイルスプリング３７４５の付勢力により位置決め板３７５のいずれかのロック孔３７５１に嵌り込んだ状態においては、位置決め板３７５の第１軸３４５回りの回動がロックピン３７４２によって阻止され、これによって背凭れ３６の傾倒姿勢がロックされた状態になっている。

この状態において、操作レバー３７２を操作軸３７１回りに時計方向に向けて回動操作すると、リンクアーム３７３も操作軸３７１回りに時計方向に向けて一体回動し、これによってロックピン３７４２は、リンク軸３７６を介しコイルスプリング３７４５の付勢力に抗して右方に向けて移動するため、ロックピン３７４２の大径部３７４４は、図５（Ｂ）に示すように、位置決め板３７５のロック孔３７５１から抜き出され、これによって背凭れ３６の傾倒姿勢のロック状態が解除されることになる。

そして、背凭れ３６のロックが解除された状態で、背凭れ３６を第１軸３４５回りに回動操作し、所望の傾倒角度で操作レバー３７２から手を離すと、ロックピン３７４２がコイルスプリング３７４５の付勢力によって左方に向け移動し、ロックピン３７４２の大径部３７４４が位置決め板３７５の新たなロック孔３７５１に嵌り込み、これによって背凭れ３６の新たな傾倒姿勢がロックされることになる。

ついで、図１に戻って前記移動機構部３８について説明する。移動機構部３８は、着座部フレーム３１内における基礎ボード２０上に据え付けられた、駆動軸３８１１が右方に向かって延びるスライド用モータ（負荷付与部）３８１と、このスライド用モータ３８１の駆動軸３８１１に同心で一体回転可能に外嵌された第１駆動スプロケット３８２と、後方でこの第１駆動スプロケット３８２と対向配置された第１従動スプロケット３８３と、この第１従動スプロケット３８３と前記第１駆動スプロケット３８２との間に張設された第１チェーン３８４と、前記第１従動スプロケット３８３と同心で一体回転する前記着座部フレーム３１を左右に横断した第２軸３８５と、この第２軸３８５の左端部に同心で一体回転可能に外嵌された左側後方スプロケット３８６と、着座部フレーム３１の左側における前方位置でこの左側後方スプロケット３８６と対向配置された左側前方スプロケット３８７と、この左側前方スプロケット３８７と前記左側後方スプロケット３８６との間に張設された着座席支持ボード３４を前後動させるボード移動用チェーン３８８とを備えて構成されている。

本実施形態においては、スライド用モータ３８１として駆動量を確実に制御することが可能なサーボモータが適用されている。

前記第１従動スプロケット３８３は、径寸法が第１駆動スプロケット３８２の径寸法より大径に設定され、これによって第１駆動スプロケット３８２より大きなトルクが発生するようになされている。

前記ボード移動用チェーン３８８は、その一部が一対のスライダ３３に支持された着座席支持ボード３４の裏面側に所定の接続金具３８９を介してねじ止めその他で固定され、これによって着座席支持ボード３４は、スライド用モータ３８１の正逆駆動によるボード移動用チェーン３８８の左側後方スプロケット３８６および左側前方スプロケット３８７間の正逆周回によって前後方向に向けて正逆移動し得るようになされている。

そして、本実施形態においては、スライド用モータ３８１は、着座席３５をスライド移動させるために駆動されるだけではなく、移動機構部３８としての本来の目的を達成するべく着座席３５に着座している運動者Ｍに対して所定の負荷を与えるために駆動される。具体的には、図３（Ｃ）に示すように、後方位置に位置設定された着座席３５に着座している運動者Ｍが、背中を背凭れ３６に凭れ掛けさせ、かつ、足裏を垂直姿勢に姿勢設定された後述のフットプレート４２に当接させて踏ん張った状態で、前記駆動軸３８１１が軸心回りに反時計方向に向けて回転するようにスライド用モータ３８１が駆動されるのである。

かかるスライド用モータ３８１の駆動によって着座席支持ボード３４は、第１駆動スプロケット３８２、第１チェーン３８４、第１従動スプロケット３８３、第２軸３８５、左側後方スプロケット３８６およびボード移動用チェーン３８８を介して前方に向かう力を受け、この力が運動者Ｍの踏ん張り力に抗する負荷になる。そして、運動者Ｍは、この負荷に抗して脚を屈伸させることにより、足腰を鍛錬するのである。

引き続き図１を基に前記足載せ機構部４０について説明する。図１に示すように、足載せ機構部４０は、基礎ボード２０の前端位置の左右の縁部に立設された板状の一対の足載せ部フレーム４１と、これら一対の足載せ部フレーム４１間に架設された水平姿勢Ｔ１（図３（Ａ））および垂直姿勢Ｔ２（図２、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図４）間で姿勢変更が可能なフットプレート４２と、このフットプレート４２に対して姿勢変更を行わせる変位機構部４３とを備えて構成されている。フットプレート４２は、水平姿勢Ｔ１に姿勢設定されることにより運動者Ｍが乗降するための本発明に係る乗降位置に位置設定される。

前記足載せ部フレーム４１は、上縁部が円弧状に形成された上下方向に長尺の上下長尺フレーム４１１と、この上下長尺フレーム４１１に後縁部下部から後方に向けって延設された側面視で略正方形状を呈する正方形フレーム４１２とからなっている。これら一対の足載せ部フレーム４１は、各下端部が所定のアングル材を介してねじ止めその他で基礎ボード２０に固定されている。

前記フットプレート４２は、着座席３５に着座した運動者Ｍがその足を載せるためのものであり、本実施形態においては平面視で矩形状に形成されている。かかるフットプレート４２は、左右の縁部から上方に向けて突設された前後方向に延びる一対の補強縁部４２１を有している。これらの補強縁部４２１の後部には、上方に向かって突設された接続部４２２がそれぞれ設けられ、これらの接続部４２２に上下方向に延びたプレート支持アーム（アーム）４２３がねじ止めその他で固定されている。

そして、前記各プレート支持アーム４２３の上端部には、左右で互いに反対方向に向けて突設された支持軸４２４がそれぞれ設けられている一方、前記左右の足載せ部フレーム４１には、それぞれの上部位置に前記支持軸４２４が摺接状態で嵌入される支持孔４１３がそれぞれ穿設され、各支持軸４２４を対応した支持孔４１３に嵌入することによってフットプレート４２が支持軸４２４回りに水平姿勢Ｔ１と垂直姿勢Ｔ２との間で略９０渡回動し得るようになっている。

前記変位機構部４３は、右側の足載せ部フレーム４１の正方形フレーム４１２に横置きで据え付けられた昇降用モータ４４と、この昇降用モータ４４の駆動を前記フットプレート４２の支持軸４２４に伝達する駆動力伝達機構（回動機構部）４５とを備えて構成されている。

前記駆動力伝達機構４５は、昇降用モータ４４の駆動軸４４１に同心で一体回転可能に外嵌された第２駆動スプロケット４５１と、この第２駆動スプロケット４５１の下部で対向配置され第２従動スプロケット４５２と、これら第１および第２スプロケット４５１，４５２間に張設された第２チェーン４５３と、前記第２従動スプロケット４５２を同心で一体回転可能に軸支する前後方向に延びた第３軸４５４と、この第３軸４５４に同心で一体回転可能に外嵌されたウォーム４５５と、前記一対の足載せ部フレーム４１間に貫通架設される第４軸４５６と、右側の足載せ部フレーム４１に貫通された第４軸４５６の右端部に同心で一体回転可能に外嵌され、かつ、前記ウォーム４５５に噛合するウォームホイール４５７と、前記第４軸４５６の左右の端部に同心で一体回転可能に外嵌される左右方向一対の第３従動スプロケット４５８と、各第３従動スプロケット４５８の上部でそれぞれ対向配置され、かつ、前記フットプレート４２の支持軸４２４にそれぞれ同心で一体回転可能に外嵌される左右方向一対の第４従動スプロケット４５９と、これら第３および第４従動スプロケット４５８，４５９間に張設された左右方向一対の第３チェーン４５９１とを備えて構成されている。

本実施形態においては、前記ウォーム４５５は、端面から見た状態で螺旋が右回りに回りながら進行していくように形成された、いわゆる右ねじ形式で螺設されている。

かかる構成の駆動力伝達機構４５によれば、フットプレート４２が水平姿勢Ｔ１（図３（Ａ））に姿勢設定された状態で、昇降用モータ４４の駆動により駆動軸４４１を反時計方向に駆動回転（以下正回転または正駆動という）させると、この駆動軸４４１の駆動正回転は、第２駆動スプロケット４５１、第２チェーン４５３および第２従動スプロケット４５２を介して第３軸４５４に伝達され、これによってウォーム４５５は、第３軸４５４回りに反時計方向に向けて一体回転（正回転）する。

螺旋が右螺旋であるウォーム４５５が正回転すると、当該ウォーム４５５に噛合したウォームホイール４５７が第４軸４５６回りに時計方向に向けて一体回転するため、左右の第３従動スプロケット４５８が時計方向に向けて第４軸４５６と一体回転し、各第３従動スプロケット４５８の回転は各第３チェーン４５９１を介して各第４従動スプロケット４５９に伝達され、これによって各第４従動スプロケット４５９は、各支持軸４２４回りに時計方向に向けて一体回転することになる。

これによって各支持軸４２４が軸心回りに時計方向に向けて回転すると、水平姿勢Ｔ１に姿勢設定されていたフットプレート４２は、各プレート支持アーム４２３を介して支持軸４２４回りに一体回転し、これによって垂直姿勢Ｔ２へ向かうことになる。

これに対し、一旦垂直姿勢Ｔ２に姿勢設定されたフットプレート４２を元の水平姿勢Ｔ１に戻すに際しては、駆動力伝達機構４５を逆駆動させればよい。こうすることで駆動力伝達機構４５が上記と逆に作用して各支持軸４２４が軸心回りに反時計方向に回転するため、垂直姿勢Ｔ２であったフットプレート４２は元の水平姿勢Ｔ１に戻ることになる。

そして、本発明においては、着座席３５に着座するに際し、図３（Ａ）に示すように、予めフットプレート４２が水平姿勢Ｔ１に姿勢設定されるようになされている。この状態においては、着座席３５の前方には着座に際して障害となるものは何もないフリーな空間となっており、運動者は単に椅子に腰掛けるような状態で容易に着座することができる。

即ち、各種のフレームや部材を跨ぐことなく、必要なら手摺３４３を把持しながら足をフットプレート４２に載せたのち腰を捻って直ちに着座席３５に着座することができる。なお、本トレーニング装置は後述するように、運動者自らの意思で負荷に抗して運動を行うのではなく、リハビリテーション等の目的で、トレーニング装置が運動者の脚部の屈伸運動を外力によって行わせるための受動的なパッシブ運動モードを設けているが、このような運動を行う対象者としては車椅子を使用している人のケースも考えられる。このような場合でも、着座席までの空間には何もないので、その近傍にまで車椅子を近づけることができ容易に着座することができる。

以上のように、運動者Ｍが高齢者等であっても容易にトレーニング装置１０を用いてトレーニングすることができる。

前記入出力部５０は、下部が直角に折り曲げられたＬ字状を呈する支持ポール５１と、この支持ポール５１の頂部に支持された入出力装置５２とを備えて構成されている。前記支持ポール５１は、高さ寸法が着座席３５に着座した運動者Ｍの目線より若干下位になるように寸法設定されている。かかる支持ポール５１は、下部の直角に折り曲げられた部分が基礎ボード２０の左前方に所定の固定金具５１１を介して固定されている。

前記入出力装置５２は、箱形のケーシング５３と、このケーシング５３の表面側に形成されたパネルボード５４とを備えて構成されている。前記ケーシング５３は、着座席３５に着座した運動者Ｍの顔面に向くように斜めに姿勢設定された状態でその裏面側が支持ポール５１の頂部に固定されている。

前記パネルボード５４には、上半分に各種の情報またはキー操作等を表示するためのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）などからなる表示部５４１が設けられているとともに、下半分に各種の数値データを入力するための各種の操作キーが設けられている。そして、トレーニング装置１０を使用するに際しては、これらの操作キーを押釦操作することによってトレーニングに対する各種の条件が入力されるようになっている。そして、入力情報や、トレーニングを行ったことにより得られる各種のトレーニング実績などの情報が表示部５４１へ画面出力されるようになっている。あるいは、トレーニング時に装置側の設定によらず、運動者自らが負荷やトレーニング時間を設定したい時等のキー操作の案内が表示される。

前記制御部６０は、運動者Ｍがトレーニング装置１０によってトレーニングを行うに際し、パネルボード５４からの入力情報に基づき当該トレーニング装置１０の動作を制御する、いわゆるマイクロコンピュータであり、基礎ボード２０上の適所（図２（Ｂ）参照）に据え付けられている。以下、制御部６０による制御について図６を基に説明する。

図６は、制御部６０によるトレーニング装置１０の動作制御を説明するためのブロック図である。図６に示すように、制御部６０は、演算処理装置としてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）６１と、このＣＰＵ６１に付設された読み取り専用の記憶装置であるＲＯＭ６２と、同読み書き自在の記憶装置であるＲＡＭ６３とを備えた基本構成を有している。前記ＲＯＭ６２には、ＣＰＵ６１を動作させるためのプログラムや、変更されることのない不変データ等が記憶されているのに対し、ＲＯＭ６２には、ＣＰＵ６１による演算処理や判別処理の途中で一時的に発生したデータ等が一時的に記憶されている。

前記ＣＰＵ６１は、初期動作設定部６１１と、負荷強度設定部６１２と、トレーニング時間設定部６１３と、トレーニング時間判別部６１４と、制御信号出力部６１５とを備えている。

前記初期動作設定部６１１は、操作部５４２からの入力情報に基づきトレーニング装置１０の初期の動作を設定する機能を果たすものである。

前記負荷強度設定部６１２は、操作部５４２からの入力情報に基づきトレーニングの強度を設定する機能を果たすものである。

前記トレーニング時間設定部６１３は、操作部５４２からの入力情報に基づきトレーニング時間を設定する機能を果たすものである。

前記トレーニング時間判別部６１４は、運動者Ｍが運動を開始してから経過した時間が前記トレーニング時間設定部６１３による設定時間を超えたか否かを判別する機能を果たすものである。

前記制御信号出力部６１５は、初期動作設定部６１１、負荷強度設定部６１２、トレーニング時間設定部６１３およびトレーニング時間判別部６１４からの設定信号あるいは判別信号に基づき表示部５４１に対して必要な場合に所定の表示出力を行わせるべき制御信号を出力するとともに、スライド用モータ３８１および昇降用モータ４４のいずれか一方または双方に向けて制御信号を出力する機能を果たすものである。

一方、入出力装置５２のパネルボード５４には、ＣＰＵ６１に対して必要な情報を入力するべく各種のキーやスイッチが設けられている。図７は、パネルボード５４のレイアウトの一実施形態を示す正面図である。図７に示すように、パネルボード５４は上下で二分され、前述のように上半分に表示部５４１が設けられているとともに、下半分に各種の入力操作を行う操作部５４２としての領域が確保されている。

前記操作部５４２には、その図７における右上位置に電源スイッチ５４３が設けられているとともに、中央部にテンキー５４４が設けられている。テンキー５４４の下部には、モードキー５４４２、体重キー５４４３、身長キー５４４４、年齢キー５４４５、性別キー５４４６および条件設定キー５４５が設けられている。また、条件設定キー５４５の上部にはトレーニングの開始を入力するためのロック解除キー５４２０が設けられているとともに、ロック解除キー５４２０の横隣りにはトレーニングが終了したことを入力する終了キー５４２４が設けられている。

前記テンキー５４４からの入力において小数点を表示するための小数点キーが「０」の右隣りに設けられているとともに、この右側には確定キー５４４１が設けられ、テンキー５４４および小数点キーを用いて数値データを入力したのち入力数値の確定を行うために確定キー５４４１を押釦するようになされている。

前記モードキー５４４２、体重キー５４４３、身長キー５４４４、年齢キー５４４５および条件設定キー５４５は、いずれもテンキー５４４から入力される数値データがいずれの項目に該当するかを確定させるためのものである。具体的には、例えば、体重について入力を行う場合、まず、体重キー５４４３が押釦され、引き続きテンキー５４４から具体的な体重の値が入力されたのち確定キー５４４１が押釦される。こうすることによって体重のデータが制御部６０に入力されることになる。その他のキーについても同様である。

前記モードキー５４４２は、トレーニング装置１０における着座席３５とフットプレート４２との連係動作についてのモードであり、本実施形態においては第１〜第３モードが採用されている。運動者Ｍは、モードキー５４４２を押釦した後にテンキー５４４の各モードに該当する数字を押釦することによって、任意にいずれかのモードを選択することができる。例えば、モード２を選択する場合であれば、モードキー５４４２を押釦した後に、テンキーの「２」を入力する。モードキー５４４２の押釦後、所定時間（例えば５秒）の間、テンキー入力がなければ、自動的に第１モードが選択される。なお、いずれのモードにおいても、着座席３５の初期位置はホームポジション（前方位置）Ｕ０（図３（Ａ））に位置している。

そして、このホームポジションＵ０においては、スライド用モータ３８１によって着座席３５は非可動に固定されたロック状態となっている。なお、このスライド用モータ３８１のロックは、制御信号出力部６１５からの信号によって行われる。このようにロックをかけておくことによって、運動者が着座席３５に着座する場合および着座席３５から立ち上がる場合に、着座席３５が前後に動いたり、装置の後方に体重または力がかかったりすることで着座席３５が不用意に後方にずれてしまうことを防止できる。着座席３５が不安定に前後に動いたり、後方に大きくずれたりすると運動者の体が急に伸びてしまうため筋肉や関節に無理な負荷がかかる恐れがあるが、ロックをかけておくことによって、このような不具合を未然に防止することができる。このように、運動者はトレーニングに入る前に楽に着座することができ、トレーニング終了時にも着座席３５から安定した状態で降りることができるので、高い信頼性を確保することができる。

なお、着座席３５、より具体的には着座席支持ボード３４には手摺３４３を一体的に設けているので、運動者が着座する場合や降りる場合に、この手摺３４３を掴んで乗降できるので、さらに乗降が容易になる。手摺３４３については必ずしも着座席支持ボード３４に一体のものでなく、トレーニング装置の本体に対して一体的に取り付けられたものであってもよいが、移動する着座部の両側に一対の手摺３４３を設けておくことで、トレーニング時の運動者の体の支えにもなり極めて有用である。

第１モード
運動者Ｍが着座席３５に着座し、足を水平姿勢にあるフットプレート４２に載せた状態で第１モードを選択し、ロック解除キー５４２０を押釦すると、まず、ロック解除キー５４２０が押釦されたことにより着座席３５はスライド用モータ３８１によるロックが解除され、ガイドレール３２に沿った動きが自在となる。その後、運動者Ｍは、フットプレート４２を水平姿勢Ｔ１から垂直姿勢Ｔ２へ姿勢変更するためにアップキー５４２１を押すが、ここでフットプレート４２はアップキー５４２１が押されている間のみ、垂直姿勢Ｔ２に向かって回動する。運動者Ｍがアップキーを押すのを止めると、フットプレート４２の回動も停止する。運動者Ｍはこれによって垂直姿勢において自分にとって最適な位置を微調整して決定することができる。

即ち、運動者Ｍにとってフットプレート４２が上に上がり過ぎたと感じた場合には、ダウンキー５４２２を押すことによってフットプレート４２を下方、つまり、水平姿勢の方向に回動させることができる。なお、ここで、上述の通り着座席３５はロックが解除され、ガイドレール３２に沿った動きが自在となっているので、フットプレート４２の上方への回動に伴い、運動者Ｍの脚部も上昇するため、運動者Ｍが着座している着座席３５へ運動者の姿勢の変化に対応して自然に後方に移動する。

そして、アップキー５４２１およびダウンキー５４２２によって自分にとって最適と思われる姿勢を定めた後、運動者が確定キー５４４１を押釦することで、このフットプレート４２の位置（フロントポジションＵ１）が決定する。その後、開始キー５４２３を押釦することでトレーニングが開始される。トレーニングが開始されると、着座席支持ボード３４に対して移動機構部３８による装置の前方向への負荷が加えられる（具体的にはスライド用モータ３８１へ通電される）。

ここで、運動者Ｍは、水平姿勢Ｔ１から垂直姿勢Ｔ２に姿勢変更したフットプレート４２に向けて足を踏ん張ることにより例えばフロントポジションＵ１（図３（Ｂ））から、負荷に抗してリヤポジション（離間位置）Ｕ２（図３（Ｃ）に向かって着座席３５を移動させるトレーニングを行うこととなる。なお、着座席３５へかける負荷は、リヤポジション近傍において、リヤポジションに近接するほど急に増加するようにしている。これは、運動者Ｍが勢いよく脚部を伸ばした場合、仮に負荷が一定であれば、着座席３５がリヤポジションに向かって高速で移動してしまい、着座席上でのバランスを崩してしまう可能性があるためである。

そこで、上記のとおり、負荷を増加させるようにしておけば、もし運動者Ｍが勢いよく脚部を伸ばしても、リヤポジションに近づくほど負荷が大きくなることで着座席３５の移動速度も徐々に低減され、バランスを崩すこともなく、着座席３５の安定した移動が可能となる。

なお、ここでは着座席３５の移動初期の着座席３５の移動を容易にするべく、停止のための負荷増加を急激に行うのは特にリヤポジション近傍としたが、この理由は、図３（Ｂ）のフロントポジションのように脚部を折り曲げた状態では、運動者は力を入れにくいため、この移動初期の状態で負荷を上昇させると着座席３５の移動が困難になるためである。特にこの問題がない場合には、他の形態としては図３（Ｂ）のフロントポジションから図３（Ｃ）のリヤポジションに向かって負荷を徐々に漸増することも考えられる。

第２モード
第２モードは第１モードの変形モードであり、以下、第１モードと異なる点のみを説明する。第２モードも第１モードと同様、ロック解除キー５４２０を押釦することで着座席３５のロックが解除されるが、そのロック解除の前に予め、着座席３５に対して前方に向かう弱い負荷をかけている点が異なる。つまり、ロック解除と同時に着座席３５には前方に向かって移動させる力が加えられる。これにより、トレーニング開始のポイントの設定を容易にでき、また、運動者Ｍがフットプレート４２の位置調整時に勢い余って体を後方に急激に伸ばして、筋肉や関節に負担をかけるという可能性もなくなる。

即ち、開始キーを押釦することで着座席３５のロックは解除され、前後に自在に移動可能となっているため、フットプレート４２の位置調整そのものはアップキー５４２１で段階的に行うとしても、例えば高齢者などで筋力が低下しているような場合には、フットプレート４２を少し上げただけで一気に体が後方に向かって伸びしてしまうことも考えられる。あるいは、フットプレート４２の位置調整時にもかかわらず運動者Ｍが急に脚部を伸ばしたような場合にも、体が後方に移動してしまう。この場合、着座席３５上でのバランスが悪くなる上、適当なトレーニング開始のポイント（フロントポジションＵ１）を定めるためには、脚部に力を入れて膝を折り曲げ、着座部を再び前方に移動させなければならず不便である。また、急な体の伸びは筋肉や関節に負担をかける可能性もあるため好ましくない。

そこで、上記のような不便さ、又は体への負担を抑制するために、着座席３５に対し体の伸びと反対方向、即ち、装置の前方に向かって所定レベルの負荷をかけるようにしている。所定レベルとしては、この負荷が強すぎると逆に、着座席３５の位置調整を行いにくくなることから、比較的弱い負荷が設定されている。この位置調整時の負荷Ｆは、運動者Ｍの身体情報、本実施形態では体重のデータを参照して例えば以下のような負荷レベルとすることができる。
Ｆ＝τ×（Ｗ＋ＷＳ）×δ・・・式１
ここで、τは着座部３０とガイドレール３２との間の摩擦係数、Ｗは運動者の体重、ＷＳは着座部３０の重量、δは負荷レベル係数である。

摩擦係数τは、構造や材質によって変動するが、例えば０．００３〜０．０１５の範囲の数値となる（数値が低いほど理想的に無理なく移動することができる。）。負荷レベル係数δはどの程度の負荷を着座部にかけるかを示しており、δ＝１であれば着座部３０が移動する直前の状態である（但し、まだ動いていない）。

本実施形態では、仮にδ＝１．０５とした。これに基づき、平均的な運動者がトレーニングを行う場合の着座部３０の位置調整時に、着座部３０に対して前向きにかける負荷Ｆは例えば、δ＝０．０１、運動者の体重を６０ｋｇ、着座部３０の重量を１５ｋｇ、δ＝１．０５とすると、Ｆ（ｋｇ）＝０．０１×（６０（ｋｇ）＋１５（ｋｇ））×１．０５＝０．７８７５（ｋｇ）≒７８８（ｇ）となる。即ち、約８００ｇ弱の負荷をかけることで上記不具合を防止できる。なお、この負荷は上記の説明からも明らかなとおり、あくまでトレーニングに入る前の段階で着座席にかけられるものでトレーニング時の負荷とは関係のないものであり、トレーニング時には別途、必要とされる負荷がかけられる。

また、この負荷は、上記式１では割愛しているが、運動者Ｍの他の身体情報、例えば身長等の情報も加味することが望ましい。この理由は、例えば身長を例にとると、小柄な人よりは身長の高い人の体の方が後方に伸びる勢いが大きいと考えられるためである。従って、身長が高くなるほど前方にかける負荷も大きくすることで、個々の運動者に合わせた細やかな対応が可能となる。

なお、運動者の体重、身長等の身体情報は、テンキー５４４によって入力できるが、本装置が例えばフィットネスクラブの店舗内に設置され、トレーニングに先立ち運動者のＩＤ（個人情報）を確認するシステム構成をとっており、必要に応じてネットワークによってサーバに記録されている運動者の個人情報にアクセスできるような場合には、第２モードを選択した時点でその運動者の身体情報を取り込むようにしてもよい。この点は、後述する第３モードにおける身体情報入力についても同様である。

以上説明したように、第２モードは、特に高齢者や筋力が弱い運動者にとっての利便性等を向上するよう考慮したものである。従って、高齢者や筋力が弱い運動者はこの第２モードを使用するか、下記の第３モードを使用するように製品の仕様説明等に記載するか、もしくはインストラクターが付き添っている場合にはインストラクターが第２か第３モードを選択するか、または運動者に選択させるよう誘導すればよい。

第３モード
第３モードも第１モードの変形モードであり、以下、第１モードと異なる点のみを説明する。第３モードは第２モードで考慮した乗降容易性をさらに高めたものである。即ち、運動者Ｍの身体情報に合わせて、自動的に着座席３５の移動範囲、即ちトレーニング開始地点となるフロントポジションＵ１および着座席３５の移動の後方端となるリヤポジションＵ２が制御部６０、より具体的にはＣＰＵ６１の中の初期動作設定部６１１によって決定されるというものである。従って、運動者は身体情報（本実施形態では体重、身長、年齢、性別）を入力し、ロック解除キー５４２０を押釦するだけでよい。

第３モードにおいては、トレーニング開始前において着座席３５は、ホームポジション（図３（Ａ）参照）からフロントポジションまでしか移動しないので、それ以上、後方にずれることがなくなり、運動者Ｍの体が急激に後方に伸びることにより体に負担がかかるという事態は回避される。また、トレーニング中においては、リヤポジションＵ２ついて、その運動者にとって望ましい範囲までしか移動させないことで、運動者にとって過大な負担のかかるトレーニングは行わないようにしている。例えば高齢者の場合、脚部を完全に伸ばしきった状態となるまで着座席３５を後方に移動させることは体に負荷をかけ過ぎてしまう可能性がある。そこで、年齢や例えば身長などをパラメーターとして、着座席３５の移動範囲を狭くするといった設定を行っている。

なお、本来、第３モードは以上説明したとおり、乗降容易性および負荷の適正を考慮したものであるが、通常の運動者であっても、着座席３５のトレーニングスタート地点の設定を、第１モードのように開始キー５４２３で自ら決定するのではなく、装置に任せてしまいたいという場合はこの第３モードを選択すればよい。

ところで、上記の第１〜第３モードは、運動者が負荷に抗してトレーニングを行うことを前提としたものであるが、本トレーニング装置１０ではさらに受動的なモードであるパッシブ運動モードを設けている。パッシブ運動モードとは、運動者が単に足をフットプレートに置いているだけで、座席の前後の移動を装置が自動的に行うものである。

つまり、運動者Ｍは負荷に抗して脚部を突っ張る動作を行う必要はなく、装置に導かれる受動的な動作を行うことになる。このモードの目的は、特にリハビリ等のためにあり、硬化したり、極端に脆弱化したりしている関節や筋肉を外部から力を加えて動かしてやることで、その本来の機能を復活させようとするものである。かかるパッシブ運動モードはモードキー５４４２を押釦した後、テンキー５４４の「０」を押釦することによって設定される。なお、開始キー５４２３を押釦するまでの操作は第３モードと同じである。身体情報の入力等は介護者やジムのトレーナーが行えばよい。なお、サーバに予め本人の身体情報が記録されており、その情報をダウンロードできる構成であれば、この入力操作も省略することができる。

以上、各モードにおける機能を説明したが、各部の信号の流れ等を含め、図６、図７を参照してさらに説明する。

操作部５４２からの入力情報は、一旦初期動作設定部６１１へ入力された後に制御信号出力部６１５を介して表示部５４１に表示出力されるようになっている。

そして、前記初期動作設定部６１１は、電源スイッチ５４３がオンされた状態で、モードキー５４４２、体重キー５４４３、身長キー５４４４、年齢キー５４４５および性別キー５４４６が押釦される（実際はこれらのキーとテンキー５４４および確定キー５４４１との組み合わせの押釦操作）ことにより入力された各情報に基づき選択されたモードに対するトレーニング装置１０の初期の動作を設定する。この設定に基づき、初期動作設定部６１１は、着座席３５およびフットプレート４２にこのモードの動作を行わせるべく制御信号出力部６１５へ向けて指令信号を出力するようになっている。

初期動作設定部６１１がトレーニング装置１０の初期の動作を設定するために、前記ＲＯＭ６２には、選択されたモード毎にトレーニング装置１０の初期の動作に関し、スライド用モータ３８１および昇降用モータ４４をどのように作用させるかにつきテーブル化した初期動作テーブルを記憶するための初期動作テーブル記憶部６２１を有している。そして、初期動作設定部６１１は、モードキー５４４２からの入力信号に係るモードの初期動作に関する情報を初期動作テーブル記憶部６２１に記憶されているテーブルから引き出し、この情報に基づく指令信号を制御信号出力部６１５へ向けて出力するようになっている。

この指令信号が入力された制御信号出力部６１５は、選択されたモードに応じた制御信号をスライド用モータ３８１および昇降用モータ４４に向けて出力するため、スライド用モータ３８１および昇降用モータ４４はこの制御信号に基づく所定の駆動を行い、これによって着座席３５およびフットプレート４２が前述したようなモードに応じた動作を行うことになる。

なお、第１モードが選択された場合には、着座席３５は、ホームポジションＵ０から当該着座席３５が移動し得る最長後方位置であるリヤポジションＵ２との間で移動可能とされるのに対し、第２または第３モードが選択されたときには、身体情報に応じたフロントポジションＵ１およびリヤポジションＵ２の位置が設定され、着座席３５は、この範囲でしか移動し得なくなるようになされている。具体的には、第２または第３モードが選択された場合、着座席３５が設定された範囲を越えて移動しようとしたときには制御信号出力部６１５からの制御信号に基づきスライド用モータ３８１によって付与される負荷が増大され動作して移動を阻止するようになっている。

かかる制御を行うために、本実施形態においては、スライド用モータ３８１は、着座席３５がホームポジションＵ０に位置している状態を基準としてその後の回転数により制御信号出力部６１５が着座席３５の位置を判別するようになされているが、こうする代わりにガイドレール３２に位置センサを設け、この位置センサの検出信号に基づき着座席３５の位置を検出するようにしてもよい。

前記負荷強度設定部６１２は、初期動作設定部６１１による初期動作の設定によりトレーニング装置１０が所定の初期動作を行った後に、操作部５４２から入力された身体情報に基づく制御信号を、制御信号出力部６１５を介してスライド用モータ３８１に向けて出力し、これによって運動者Ｍの身体情報に適合した踏ん張り負荷を当該運動者Ｍに与えるようになされている。

かかる踏ん張り負荷を設定するために、ＲＯＭ６２には、体重キー５４４３、身長キー５４４４、年齢キー５４４５および性別キー５４４６からの入力によって得られた身体情報と、踏ん張り負荷との関係をテーブル化した踏ん張り負荷テーブルを記憶する負荷テーブル記憶部６２２が設けられている。

そして、負荷強度設定部６１２は、入力された身体情報に基づき負荷テーブル記憶部６２２に記憶されているテーブルを参照して踏ん張り負荷の強度を設定し、この設定負荷の値を指令信号として制御信号出力部６１５へ向けて出力するようになされている。

かかる設定負荷の指令信号が入力された制御信号出力部６１５は、スライド用モータ３８１に向けて供給する電力量（この電力量も制御信号の一種である）を調節し、これによるスライド用モータ３８１の駆動で身体情報に応じて踏ん張り負荷が運動者Ｍに与えられるようになっている。

そして、着座席３５に着座した当初の運動者Ｍは、着座席３５が図４（Ａ）に示すホームポジションＵ０に位置し、この状態で足裏が垂直姿勢Ｔ２に姿勢設定された状態のフットプレート４２に当接されているとともに、背中を背凭れ３６に凭れ掛けさせて膝を曲げた状態になっている。さらに、この状態からトレーニングを開始する図３（Ｂ）のフロントポジションＵ１に移行し、この状態で力を込めて脚を伸長させるべく膝を伸ばして踏ん張ると、着座席３５は、スライド用モータ３８１が駆動回転しようとする力、すなわち負荷に抗して後方に向けて移動し、図４（Ｂ）に示すようにリヤポジションＵ２に到る。この状態で膝を屈めると、着座席３５は、スライド用モータ３８１の駆動で再度、フロントポジションＵ１へ戻ることになる。

従って、着座席３５に着座した運動者Ｍが膝の屈伸運動を繰り返すことにより、膝の伸長時にスライド用モータ３８１の駆動による負荷に抗した力を加えることになり、これによって下肢における股、膝および足の３関節が協調した屈伸運動が実現し、大腿四頭筋や下腿三頭筋さらには大臀筋等が鍛錬されることになる。

そして、屈伸運動時に運動者Ｍに付与される踏ん張り負荷は、身体情報に基づき体力に応じて適正に設定されるため、健常者はもちろんのこと、老齢者等であってもトレーニング装置１０を有効に利用することができる。

前記トレーニング時間設定部６１３は、初期動作設定部６１１による初期動作の設定によりトレーニング装置１０が所定の初期動作を行った後に、操作部５４２から入力された身体情報に基づきトレーニング時間を設定するようになされている。これに対し、前記トレーニング時間判別部６１４は、トレーニング時間設定部６１３が設定した設定トレーニング時間が経過すると、制御信号出力部６１５からスライド用モータ３８１、昇降用モータ４４スライド用モータ３８１に向けて所定の制御信号を出力させ、これによってトレーニング装置１０のトレーニングモードを自動的に停止モードにモード変換させるようになされている。

かかるトレーニング時間を設定するために、ＲＯＭ６２には、体重キー５４４３、身長キー５４４４、年齢キー５４４５および性別キー５４４６からの入力によって得られた身体情報と、トレーニング時間との関係をテーブル化したトレーニング時間テーブルを記憶するトレーニング時間テーブル記憶部６２３が設けられている。そして、トレーニング時間設定部６１３は、入力された身体情報に基づきトレーニング時間テーブル記憶部６２３に記憶されているテーブルを参照してトレーニング時間を設定するのである。

一方、前記ＲＡＭ６３には、トレーニング時間設定部６１３が設定したトレーニングの設定時間を、先に記憶されているものを消去して更新記憶する設定時間記憶部６３１が設けられているとともに、設定時間記憶部６３１が設定時間を更新記憶した時点を起点として計時動作を開始するタイマ６３２が設けられている。

かかるトレーニング時間判別部６１４は、常にタイマ６３２が計時した経過時間と、設定時間記憶部６３１が記憶しているトレーニングの設定時間とを比較し、経過時間が設定時間に達したときにスライド用モータ３８１および昇降用モータ４４に向けて、トレーニング装置１０をトレーニングモードから停止モードに切り換えるべき制御信号を出力するようになされている。これによってフットプレート４２が自動的に垂直姿勢Ｔ２から水平姿勢Ｔ１へ姿勢変更するとともに、着座席３５がホームポジションＵ０へ向けて自動的に移動し、一連のトレーニングが終了する。

このように、トレーニングを継続する時間は、身体情報に基づき体力に応じて適正に設定されるため、健常者はもちろんのこと、老齢者等であってもトレーニング装置１０を有効に利用することができる。

なお、本実施形態においては、上記のモードキー５４４２を押釦操作することによるモード設定を行った上で身体情報の入力を行い、自動的に踏ん張り負荷やトレーニング時間を設定することを行わずに、任意の力の踏ん張り負荷を任意の時間発生させてトレーニングを行うことも可能になっている。

このような制御部６０による制御を行わない、いわゆる制御フリーでトレーニングを行うに際しては、まず、モードを選択した後、最終的に開始キー５４２３を押釦する前に、条件設定キー５４５を押釦する。すると、表示部５４１に、例えば「負荷の強さをテンキーで入力してください。弱→１、普通→２、強→３〜５（５は最強です）」というような指示が表示される。この指示に基づき、運動者は数字を入力し確定キー５４４１を押すと、負荷が設定されると同時に、表示部５４１に、例えば「トレーニング時間をテンキーで入力してください。単位は分です。」というような表示がなされる。この指示に基づき、運動者が数字を入力し確定キー５４４１を押すと、トレーニング時間が設定される。この結果、表示部５４１には「開始キーを押すとトレーニングを開始します。」という表示が行われ、この指示に基づき、運動者は開始キー５４２３を押釦してトレーニングを開始する。因みに、終了キー５４２４を押釦すると、トレーニング装置１０が自動トレーニングモードに設定されているか、手動トレーニングモードに設定されているかに拘わらずトレーニングを終了させることができるようになっている。なお、終了キー５４２４を押すと、着座席３５はホームポジションＵ０に戻り、且つロックがかかるように設定されている。

以下、かかるトレーニング装置１０の制御のフローの内、特に第１〜第３モードの制御について図８〜図１０を基に説明する。図８〜図１０は、トレーニング装置１０の制御フローの一実施形態を示すフローチャートである。このフローチャートにおいては、モードキー５４４２が押釦された後に実行される自動トレーニングモードのものを示している。フローは、フットプレート４２が水平姿勢Ｔ１に姿勢設定され、かつ、着座席３５がホームポジションＵ０に位置設定された状態で当該着座席３５に運動者Ｍが着座した時点（図３（Ａ）参照）からスタートしている。

まず、ステップＳ１において電源スイッチ５４３がオンされる（ステップＳ１でＹＥＳ）と、モードキー５４４２が押釦されたか否かが判別され、モードキー５４４２が押釦される（ステップＳ２でＹＥＳ）と、ステップＳ３において、所定の時間（逡巡時間、本実施形態においては５秒）が経過するまでに、いずれかのモードを選択するべくテンキー５４４が押釦されたか否かが初期動作設定部６１１によって判別される。この判別のために、ＲＯＭ６２には前記逡巡時間である５秒が記憶されており、初期動作設定部６１１は、モードキー５４４２が押釦されると直ちにタイマ６３２によってモードキー５４４２が押釦されてからの経過時間が計時されるとともに、この経過時間が前記逡巡時間を超えたか否かが常に判別されるようになっている。

そして、ステップＳ３における判別の結果、逡巡時間が経過するまでにテンキー５４４が押釦された場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、つぎのステップＳ４が実行される一方、押釦されなかった場合（ステップＳ３でＮＯ）には、強制的に第１モードが選択されたとみなされてステップＳ７へスキップされるようになっている。

ステップＳ４においては、当該ステップＳ４で選択されたモードが第１モードであるのか否か、すなわちモードキー５４４２を押釦した後に逡巡時間が経過するまでに押釦されたテンキー５４４が「１」であるのか否かが判別される。そして、テンキー５４４の「１」が押釦されることで第１モードが選択された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）には、ステップＳ７以降が実行されることになる。

これに対し、第１モードが選択されなかった場合（ステップＳ４でＮＯ）には、ステップＳ５が実行されて第２モードが選択されたか否か、すなわちモードキー５４４２の押釦の後にテンキー５４４の「２」が押釦されたか否かが判別される。そして、テンキー５４４の「２」が押釦されることで第２モードが設定された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）には、ステップＳ１４以降が実行されることになる。

これに対し、第２モードが選択されなかった場合（ステップＳ４でＮＯ）、引き続きテンキー５４４からの「３」の入力で第３モードが選択されたことが確認された（ステップＳ６でＹＥＳ）後、ステップＳ１７以降が実行されることになる。

ステップＳ４に戻り、第１モードが選択された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）には、ロック解除キー５４２０が押釦（ステップＳ７でＹＥＳ）された後、ホームポジションＵ０に位置している着座席３５に対するスライド用モータ３８１によるロックが制御信号出力部６１５からの制御信号により解除されて、着座席３５は、自由に前後動が可能な状態になる（ステップＳ８）。

この状態でアップキー５４４７が押釦されると（ステップＳ９でＹＥＳ）、制御信号出力部６１５からの制御信号による昇降用モータ４４の駆動でフットプレート４２が所定量だけ回転しながら上昇する（ステップＳ９１）。また、ダウンキー５４２２が押釦されると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、フットプレート４２が逆に所定量だけ回転しながら下降する（ステップＳ１０１）。各々のキーが複数回、押釦された場合は、その押釦毎に上記所定量分がその直前のフットプレート４２の位置から回転移動される。この回転移動によって、フットプレート４２の位置が移動することになる。即ち、運動者Ｍはこれらのキー操作によってフットプレート４２を自分にとって最適と考える位置に調整することになる。

その後、確定キー５４４１が押釦されると、上記フットプレート４２の位置が確定される（ステップＳ１０２でＹＥＳ）。確定キー５４４１が押釦されない場合には、上記アップキー５４４７またはダウンキー５４２２が入力可能な状態、即ち、フットプレート４２の位置調整が可能な状態が継続される（ステップＳ１０２でＮＯ）。

確定キー５４４１が押釦された後、開始キー５４２３が押釦されると、トレーニングが開始される（ステップＳ１１でＹＥＳ）。

トレーニングが開始すると、予め設定された標準的な値の電力がスライド用モータ３８１に供給され、これによる着座席３５を前方へ向かわせようとするスライド用モータ３８１の駆動で着座席３５に対して踏ん張り負荷が付与される（ステップＳ１２）。なお、ステップ１２における踏ん張り負荷は、本実施形態では標準的な負荷としているが、操作部５４２で強度や具体的な負荷量を設定可能な構成としてもよい。この状態で運動者Ｍは、スライド用モータ３８１による負荷に対抗して膝を屈伸させて踏ん張り、着座席３５がリヤポジションＵ２に到達した時点で力を抜くと、着座席３５は前方に押し戻される。運動者Ｍはこの動作を繰り返すことによって着座席３５を正逆移動させるトレーニングを実行することになる。

そして、運動者Ｍによって終了キー５４２４が押釦される（ステップＳ１３でＹＥＳ）と、着座席３５はホームポジションＵ０に戻ると共にロックがかかる（ステップＳ２６）。

さらに、ステップＳ２７で電源スイッチ５４３がオフされたか否かが判別され、電源スイッチ５４３がオフ操作されていないとき（ステップＳ２７でＮＯ）には、ステップＳ２へスキップされてフローがつぎの運動者Ｍのトレーニングに供される一方、電源スイッチ５４３がオフされたとき（ステップＳ２７でＹＥＳ）には制御が終了する。

ついで説明をステップＳ５に戻し、当該ステップＳ５で第２モードが選択された場合（ステップＳ５でＹＥＳ）には、体重キー５４４３およびテンキー５４４が押釦されることにより体重情報が入力される（ステップＳ１４でＹＥＳ）。この後、確定キー５４４１が押釦されることにより上記の体重情報が確定される（ステップＳ１４１）。これによって運動者Ｍの体重に応じた負荷が着座席３５に対して前方向きに付与される（ステップＳ１５）。

また、第２モードにおいては、身体情報の内の体重のデータに基づき着座席３５に付与する負荷の大きさを設定しているが、さらに望ましくは身長のデータを参照すればよい。この理由は、前述のとおり、小柄な人よりは身長の高い人の体の方が後方に伸びる勢いが大きいと考えられるためである。従って、身長が高くなるほど前方にかける負荷も大きくするようにすれば、個々の運動者に合わせたより細やかな対応が可能となる。

フローチャートに戻って、次にロック解除キー５４２０が押釦されたか否かが判別される（ステップＳ１６）。

ロック解除キー５４２０が押釦されると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、前記のステップＳ８にスキップされ、以後は第１モードと同一の処理が実行される。

最後に、説明をステップＳ６に戻し、当該ステップＳ６で第３モードが設定された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、第１および第２モードとは異なり、運動者Ｍの身体情報に応じて着座席３５の各ポジションを自動設定される点に特徴がある。即ち、スライド用モータ３８１の駆動により着座席３５を強制的に初期のホームポジションＵ０から運動者Ｍの身体情報に応じて設定されたフロントポジションＵ１に移動させ、かつ、同じく運動者Ｍの身体情報に応じて設定されたリヤポジションＵ２との間で運動者Ｍにトレーニングを行わせるようにしている。以下、フローチャートに従って、具体的に説明する。

第３モードが選択された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、引き続き身体情報が入力されたか否かがステップＳ１７で判別される。実際には、着座席３５に着座している運動者Ｍが操作部５４２から、自分の身体情報を入力することになる。そして、身体情報の入力後に、確定キー５４４１が押釦されると、上記身体情報の入力が確定される。この結果、身体情報に応じてフロントポジションＵ１およびリヤポジションＵ２の位置が設定される（ステップＳ１８）。

引き続きステップＳ１９でロック解除キー５４２０が押釦されたか否かが判別され、押釦されたときには（ステップＳ１９でＹＥＳ）、スライド用モータ３８１によるロックが解除される（ステップＳ２０）。

この状態でアップキー５４４７が押釦されると（ステップＳ２１）、制御信号出力部６１５からの制御信号による昇降用モータ４４の駆動でフットプレート４２が所定量だけ回転しながら上昇する（ステップＳ２１１）。また、ダウンキー５４２２が押釦されると（ステップＳ２２）、フットプレート４２が逆に所定量だけ回転しながら下降する（ステップＳ２２１）。各々のキーが複数回、押釦された場合は、その押釦毎に上記所定量分がその直前のフットプレート４２の位置から回転移動される。この回転移動によって、フットプレート４２の位置が移動することになる。即ち、運動者はこれらのキー操作によってフットプレート４２を自分にとって最適と考える位置に調整することになる。

その後、確定キー５４４１が押釦されると、上記フットプレート４２の位置が確定される（ステップＳ２２２でＹＥＳ）。確定キー５４４１が押釦されない場合には、上記アップキー５４４７またはダウンキー５４２２が入力可能な状態、即ち、フットプレート４２の位置調整が可能な状態が継続される（ステップＳ２２２でＮＯ）。

確定キー５４４１が押釦されると、この第３モードでは、入力された身体情報に基づき着座席３５がホームポジションＵ０からトレーニングが開始されるフロントポジションＵ１まで自動的に移動される（ステップＳ２３）。その後、開始キー５４２３が押釦されると、トレーニングが開始される（ステップＳ２４でＹＥＳ）。ここで、着座席３５のリヤポジションＵ２についても、入力された身体情報に基づいて設定されており、必ずしも装置の機械的に可動な後端部まで移動されるとは限らない。

そして、ステップＳ２５において予め運動者Ｍの身体情報に基づき設定されたトレーニング時間が経過したか否かが判別され、トレーニング時間が経過した場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）には、着座席３５がホームポジションＵ０へ戻された後にスライド用モータ３８１によってロックされ（ステップＳ２６）、引き続き前記の電源スイッチ５４３がオフされたか否かが判断される（ステップＳ２７）。

以上詳述したように、本発明に係るトレーニング装置１０は、運動者Ｍが着座する着座席３５を備えた着座部３０と、着座席３５に着座した運動者Ｍが足裏を当接させるフットプレート４２と、着座席３５に着座し、かつ、足裏をフットプレート４２に当接させた運動者Ｍが足を踏ん張ることにより生じる踏ん張り力に抗した負荷を運動者Ｍに与える移動機構部３８とが基礎ボード２０に装着されてなるものであり、フットプレート４２は、基礎ボード２０に設けられた一対の足載せ部フレーム４１から外方に向かって略水平に突出した水平姿勢Ｔ１と、着座席３５の着座レベルと略同等の高さレベルで足載せ部フレーム４１から上方に向かって略垂直に突出した垂直姿勢Ｔ２との間で姿勢変更可能に構成されている。

かかる構成によれば、運動者Ｍは、基礎ボード２０に設けられた着座席３５に着座した状態で垂直姿勢Ｔ２に姿勢設定されたフットプレート４２に足裏を当接させ、足を踏ん張ることで移動機構部３８により当該踏ん張りに抗した負荷が運動者Ｍに与えられるため、かかる踏ん張り動作を繰り返すことにより足腰を鍛錬することができる。

そして、フットプレート４２は、基礎ボード２０の下部から外方に向かって略水平に突出した水平姿勢Ｔ１と、着座レベルと略同等の高さレベルで基礎ボード２０の上部から上方に向かって略垂直に突出した垂直姿勢Ｔ２との間で姿勢変更可能に構成されているため、運動者Ｍが着座部３０の着座席３５に乗り込むに際しフットプレート４２を水平姿勢Ｔ１に姿勢設定することにより、着座席３５の前面空間は着座の障害となるものが全く存在しないフリーな空間になっており、従って、運動者Ｍが健常者である場合に限らず、高齢者等であっても、フットプレート４２を踏み台にして、あるいはそのまま着座席３５に極めて容易に着座することができる。また、着座席３５の前方に邪魔なものが全く存在しないことにより、車椅子を着座席３５の前方に横付けすることができるため、普段、車椅子を利用している運動者Ｍであっても、転倒や脱落について特に意を払うことなく車椅子から着座席３５へ容易に乗り移ることができる。また、かかる車椅子を使用している運動者Ｍに介護者が付き添っているような場合、介護者の労力を大幅に軽減させることができる。

そして、フットプレート４２が水平姿勢Ｔ１に姿勢設定された状態で運動者Ｍが着座席３５に着座した後、当該フットプレート４２を垂直姿勢Ｔ２に姿勢変更させることにより運動者Ｍの膝が屈曲した運動開始状態にすることができる。

また、フットプレート４２を水平姿勢Ｔ１と垂直姿勢Ｔ２との間で姿勢変更させる変位機構部４３が設けられ、この変位機構部４３は、基礎ボード２０に立設された足載せ部フレーム４１に対し、支持軸４２４回りに回動してフットプレート４２を姿勢変更可能に支持するプレート支持アーム４２３と、プレート支持アーム４２３を支持軸４２４回りに回動させる駆動力伝達機構４５とを備えて構成されている。

このように構成することで、フットプレート４２は、変位機構部４３の駆動で水平姿勢Ｔ１と垂直姿勢Ｔ２との間で容易に姿勢変更することができる。そして、変位機構部４３は、基礎ボード２０に設けられた支持軸４２４回りに回動してフットプレート４２を姿勢変更可能に支持するプレート支持アーム４２３と、このプレート支持アーム４２３を支持軸４２４回りに回動させる駆動力伝達機構４５とを備えて構成されているため、駆動力伝達機構４５の駆動でプレート支持アーム４２３を支持軸４２４回りに正逆回動させるという簡単な操作でフットプレート４２に姿勢変更を行わせることが可能になり、変位機構部４３の構造を簡単なものにして製造コストの低減化に貢献した上でフットプレート４２の確実な姿勢変更動作を確保することができる。

また、着座席３５は、負荷付与部としてのスライド用モータ３８１の押圧力によりフットプレート４２に接近したフロントポジションＵ１と、着座席３５に着座した運動者Ｍが足を踏ん張ることによりスライド用モータ３８１の押圧力に抗してフットプレート４２から離間したリヤポジションＵ２との間で位置変更可能に構成されている。そして、着座席３５に着座した運動者Ｍがフットプレート４２に足裏を当接させた状態で足を踏ん張ることにより、フットプレート４２および着座席３５は、両者間の距離がスライド用モータ３８１の駆動による押圧力に抗してリヤポジションＵ２に位置設定される一方、足の踏ん張りを解消することでフットプレート４２および着座席３５は、両者間の距離がスライド用モータ３８１の押圧力で互いに接近したフロントポジションＵ１に位置設定される。このようにして、足の踏ん張り動作を繰り返すことにより、運動者Ｍは足腰を鍛錬することができる。

そして、着座席３５の後部には背凭れ３６が設けられているため、この背凭れ３６の存在で着座席３５に着座した運動者Ｍはフットプレート４２に当接された足をより強く踏ん張ることが可能になり、足腰の鍛錬効果を向上させることができる。そして、背凭れ３６は傾倒角度が可変に構成されているため、背凭れ３６の傾倒角度を調節することで背凭れ３６を運動者Ｍの要望に応じた角度に設定することができる。

かかるトレーニング装置１０において、スライド用モータ３８１の押圧力を制御する制御部６０と、運動者Ｍの身体情報を入力する操作部５４２とが設けられ、制御部６０は、操作部５４２から入力された運動者Ｍの身体情報に基づき押圧力を設定するとともに、スライド用モータ３８１に向けて当該スライド用モータ３８１が当該運動者Ｍの体力に適合した押圧力で着座席３５を押圧するように制御するため、運動者Ｍは、無理のない適正な状態でトレーニングを実行することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、着座席３５に着座して垂直姿勢Ｔ２に姿勢設定されたフットプレート４２に足裏を当接させた状態の運動者Ｍが足を踏ん張ることでスライド用モータ３８１の駆動により形成された踏ん張り負荷に抗して着座席３５が前後方向に向けて移動するようになされているが、本発明は、着座席３５が移動することに限定されるものではなく、垂直姿勢Ｔ２に姿勢変形させたフットプレート４２を所定のスライド機構を設けて前後方向にスライド可能な構成としてもよく（この場合、フットプレート４２に負荷付与部からの負荷がスライド方向に対して印加される構成とすればよい）、あるいは双方が離接方向に移動可能な構成としてもよい。

（２）上記の実施形態においては、着座席３５の後部に背凭れ３６を設け、運動者Ｍは、この背凭れ３６に背中を凭れ掛からせた状態で脚の屈伸運動を行うようになされているが、特に背凭れ３６を設けることなく、単に着座席３５に着座しただけで脚の屈伸運動を行うようにしてもよい。

（３）上記の実施形態においては、運動者Ｍをフットプレート４２に向けて押圧する負荷付与部は、電気的負荷発生器としてのスライド用モータ３８１の駆動力が適用されるようになされているが、本発明は、運動者Ｍに対する押圧力としてスライド用モータ３８１の駆動力を適用することに限定されるものではなく、コイルバネや板ばね等の付勢手段を採用してもよいし、油圧または気体圧でピストンを押圧することで押圧力を発生させるシリンダ装置等を用いてもよい。また、昇降機構として電気的に駆動する駆動力伝達機構（回動機構部）４５を採用しているが、油圧あるいは空気圧等によって駆動するアクチュエータ等を利用してもよい。

（４）上記の実施形態において、フットプレート４２に締結用のベルトを設け、運動者Ｍがフットプレート４２に足を載せた状態でこのベルトで足をフットプレート４２に固定するようにしてもよい。こうすることで運動者Ｍが膝を曲げたときにも負荷を与えることができ、運動の種類が豊富になる。

（５）上記の実施形態において、トレーニング装置１０のトレーニングモードとして第３モードを選択した場合、入力された運動者Ｍの身体情報に基づく予め設定されたその運動者Ｍの体力に適合した適合負荷が運動者Ｍに与えられるようになされているが、かかる適合負荷の付与では満足しない運動者Ｍも存在すると考えられるため、これに対応するべく種々の設定方法が考えられる。例えば、操作部５４２に負荷を増加させる増加キーと、負荷を減少させる減少キーとを設け、これらの増減キーの押釦操作で負荷のレベルを適合負荷に対して増減させるようにしてもよい。

（６）上記の実施形態において、パネルボード５４はＬＣＤからなる表示部５４１と各種の操作キーを備えた操作部５４２とから構成されているが、操作パネルをタッチパネルとして、入出力装置５２の機能をタッチパネルに集約してもよい。このようにすれば、入出力装置５２全体の構造が簡易化されるとともに、モード選択方法や入力順序等の案内や指示を時系列的に表示でき、運動者Ｍにとって使い勝手の良い入出力装置を提供することができる。

（７）上記の実施形態において、フットプレート４２を乗降位置から前記前方位置へ移動させるためには、操作部５４２の操作を必要な構成としているが、運動者に対して移動のタイミングを明確に報知するようにすれば、操作部５４２の操作無しに移動するようにしてもよい。例えば、運動者が着座したことを光学センサや重量センサで検知し、所定時間経過後、例えば３秒後に、音声や表示等によって「シートのロック解除を行い、フットプレートを上昇させます」という旨のメッセージを出すという形態をとることができる。なお、この場合、フットプレート４２の高さ、着座席３５のフロントポジションやリヤポジションの設定については、例えば本装置に各運動者の個人情報を保管したサーバとネットワーク接続し、このデータベースから当該運動者の身体情報を引き出し自動的に設定することが考えられる。

本発明に係るトレーニング装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示すトレーニング装置の組み立て斜視図であり、フットプレートが垂直姿勢に姿勢設定され、かつ、外装カバーが外された状態を示し、図２（Ａ）は、トレーニング装置を右前方から見た図であり、図２（Ｂ）は、トレーニング装置を左後方から見た図である。 図１に示すトレーニング装置の組み立て斜視図であり、外装カバーが装着された状態をし、図３（Ａ）は、フットプレートが水平姿勢に姿勢設定され、かつ、着座席がホームポジションに位置設定された状態、図３（Ｂ）は、フットプレートが垂直姿勢に姿勢設定され、かつ、着座席がフロントポジションに位置設定された状態、図３（Ｃ）は、フットプレートが垂直姿勢に姿勢設定され、かつ、着座席がリヤポジションに位置設定された状態をそれぞれ示している。 フットプレートが垂直姿勢に姿勢設定された状態のトレーニング装置の側面図であり、図４（Ａ）は、着座席がホームポジションに位置設定された状態、図４（Ｂ）は、着座席がリヤポジションに位置した状態をそれぞれ示している。 傾倒角度調節機構の一実施形態を説明するためのトレーニング装置の部分斜視図であり、図５（Ａ）は、背凭れの傾倒姿勢が傾倒角度調節機構によりロックされた状態、図５（Ｂ）は、傾倒角度調節機構の所定の動作で背凭れの傾倒姿勢のロックが解除された状態をそれぞれ示している。 制御部によるトレーニング装置の動作制御を説明するためのブロック図である。 操作パネルのレイアウトの一実施形態を示す正面図である。 トレーニング装置の制御フローの一実施形態を示すフローチャートの前段部分である。 トレーニング装置の制御フローの一実施形態を示すフローチャートの中段部分である。 トレーニング装置の制御フローの一実施形態を示すフローチャートの後段部分である。

符号の説明

１０ トレーニング装置 ２０ 基礎ボード
３０ 着座部 ３５ 着座席
３６ 背凭れ ３８ 移動機構部
３８１ スライド用モータ（負荷付与部）
４０ 足載せ機構部 ４１足載せ部フレーム
４２ フットプレート ４２３ プレート支持アーム（アーム）
４２４ 支持軸 ４３ 変位機構部
４５ 駆動力伝達機構（回動機構部）
５０入出力部 ５１ 支持ポール
５２ 入出力装置 ５３ ケーシング
５４ パネルボード ５４１ 表示部
５４２ 操作部 ６０ 制御部
６１ ＣＰＵ ６１１ 初期動作設定部
６１２ 負荷強度設定部 ６１４ トレーニング時間判別部
６１５ 制御信号出力部 Ｍ 運動者
Ｔ１ 水平姿勢（乗降位置） Ｔ２ 垂直姿勢
Ｕ０ ホームポジション（前方位置）
Ｕ１ フロントポジション
Ｕ２ リヤポジション

Claims (9)

1. 所定高さに設定された着座部と、前記着座部の前方に所定距離だけ離間して配置される垂直姿勢のフットプレートと、前記着座部と前記フットプレートとを相対的に離接させる移動機構部と、前記移動機構部に対して移動動作に所要の負荷を印加する負荷付与部と、前記フットプレートを、前記着座部の前方位置と前記前方位置の略下方端で水平姿勢となる乗降位置との間で移動させる変位機構部とを備えたことを特徴とするトレーニング装置。
2. 外部から操作可能な操作部と、前記負荷付与部及び前記変移機構部の制御を行う制御部とを有し、前記変位機構部は、前記操作部が操作されることに基づき、前記制御部からの信号により前記フットプレートを、前記乗降位置から前記前方位置へ移動させることを特徴とする請求項１記載のトレーニング装置。
3. 前記変位機構部は、前記フットプレートを支持するアームと、前記アームを略９０度回動させることで前記フットプレートを前記前方位置と前記乗降位置との間で変位させる回動機構部とを有することを特徴とする請求項１または２記載のトレーニング装置。
4. 前記移動機構部は、前記着座部を前後に移動させるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトレーニング装置。
5. 前記負荷付与部は、前記着座部の後方への移動に対して反対方向の負荷を与えるものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のトレーニング装置。
6. 前記負荷付与部は電気的負荷発生器であり、且つ、前記操作部の操作に基づき、制御部からの信号によって、前記フットプレートが移動開始するまで、前記着座部を前記乗降位置において非可動に固定する一方、前記操作部の操作による前記フットプレートの移動時に、前記固定を解除することを特徴とする請求項４または５記載のトレーニング装置。
7. 前記負荷付与部は電気的負荷発生器であり、且つ、制御部からの信号によって、前記フットプレートが前記乗降位置から前記前方位置へ移動開始した直後から前記移動機構部に対して、前記着座部が装置の前方に向かう負荷を付与することを特徴とする請求項４乃至６記載のいずれかに記載のトレーニング装置。
8. 前記負荷付与部は電気的負荷発生器であり、且つ、制御部からの信号によって、前記着座部の移動範囲の後端部近傍において、前記電気的負荷発生器によって、前記着座部が前記後端部に近接するほど前記負荷を増加させることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載のトレーニング装置。
9. 前記操作部は運動者の身体情報が入力可能とされ、且つ、前記制御部は前記操作部から入力された身体情報に基づいて、前記負荷付与部から付与される前記負荷の強さと前記着座部の移動範囲との少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載のトレーニング装置。

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