JP2007268140A - Gait training equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に高齢者の歩行能力に関する機能回復を図るのに適した歩行訓練器に関する。 The present invention relates to a gait training device that is particularly suitable for achieving functional recovery related to walking ability of elderly people.
人間の歩行は、下肢の筋肉の出力と、体性感覚や視覚、前庭系などの感覚受容器からの入力のフィードバックから成り立っている。また、リズミカルな歩行を達成するための運動パターン発生器を中枢神経が備えており、これらによって正常な歩行パターンが誘発され、正しい歩行が行われていることが知られている。そのため、加齢に伴う筋力の低下や感覚器機能の低下が、歩行能力を減退させる要因になっている。図23は加齢に伴う体力の変化を示す。同図は、加齢に応じて筋力が低下していること、またそれ以上にバランス能力が急激に低下していることが示されている。ここで記述する、バランス能力とは、図24に示すように、外的情報を感覚器(前庭系、視覚、体性感覚)を通じて取り込み、中枢神経内で情報を統合し、最終的に身体を最適な状態に保持する為に筋肉を駆動させる一連の機能を総称して記述している。バランス能力の低下の要因は、筋量の低下以上に、筋出力につながる体性感覚及び神経回路の活動度の低下に起因していると考えられる。 Human gait consists of lower limb muscle output and feedback from somatosensory sensations, vision, and sensory receptors such as the vestibular system. It is also known that the central nerve is provided with a movement pattern generator for achieving rhythmical walking, and that a normal walking pattern is induced thereby, and correct walking is performed. For this reason, a decrease in muscle strength and a decrease in sensory organ function associated with aging are factors that reduce walking ability. FIG. 23 shows changes in physical strength with aging. The figure shows that muscle strength decreases with age, and that balance ability decreases more rapidly. As shown in FIG. 24, the balance ability described here takes external information through sensory organs (vestibular system, vision, somatic sensation), integrates information within the central nervous system, and finally integrates the body. A series of functions for driving muscles to keep them in an optimal state is described generically. It is considered that the cause of the decrease in balance ability is due to a decrease in the activity of the somatic sensation and the neural circuit that lead to muscle output more than the decrease in muscle mass.
上述した体性感覚、同図に示すように、皮膚受容器と深部受容器の2つに分類できる。なかでも皮膚受容器の圧を検出するパチニ小体などは立位姿勢時の重心動揺を足裏の圧の分布で検知しているバランス保持に大きく貢献している。特に、身体が前傾後傾した場合に発生する足底の圧力差分を算出することでバランスを保持すると知られている。このパチニ小体などは、歩行においても足の着地時の圧分布を認識し、歩行時の足踏みの頻度を適切にする重要な役割を果たしている。
これらの入力が求心性の神経繊維を介して、中枢神経へ入り、そこからの指令が遠心性の神経を介して、筋肉に出力されるという歩行能力のための神経回路が働いている。
As shown in the figure, the somatosensory sensation described above can be classified into two types: skin receptors and deep receptors. Among them, the pachinko body that detects skin receptor pressure greatly contributes to maintaining balance by detecting the center-of-gravity sway in the standing posture based on the pressure distribution on the soles. In particular, it is known that balance is maintained by calculating the pressure difference of the sole that occurs when the body tilts forward and backward. These pachinko bodies and the like play an important role in recognizing the pressure distribution at the time of landing of the foot even during walking and making the frequency of stepping during walking appropriate.
A neural circuit for the ability to walk is working, in which these inputs enter the central nerve via afferent nerve fibers, and commands from there are output to the muscle via the efferent nerve.
高齢者はこの圧受容器や深部受容器の感度やそれに繋がる神経回路の促通性が鈍ってくることが知られており、促通性が鈍った状態では自分の姿勢がどの状態にあるのか認識できなかったり、足踏みの頻度を認識できなかったりするため、バランス能力及び歩行能力の低下に繋がり、転倒や骨折の危険性が高まってくると言われている。更に、寝たきりであったり、長期にわたり歩行を行わなかったりした場合、上述したように筋力低下とともに感覚器から中枢神経回路までの処理機能が減退していってしまう。その結果、再び歩行しようとした場合、長期のリハビリを余儀なくされるといった問題が起こる。 Elderly people are known to be less sensitive to the sensitivity of this baroreceptor and deep receptor and the fascinating nature of the neural circuit that leads to it, and recognize the state of their posture in the state where fascination is slow It is said that it is impossible to perform or the frequency of stepping cannot be recognized, which leads to a decrease in balance ability and walking ability, and increases the risk of falls and fractures. Furthermore, when the user is bedridden or does not walk for a long period of time, as described above, the processing function from the sensory organs to the central nervous circuit is reduced with a decrease in muscle strength. As a result, when trying to walk again, there is a problem that long-term rehabilitation is forced.
なお、このような転倒や骨折の危険性を少しでも減らすための器具が知られている。具体的には、高齢者などの足関節を強制的に動かすことで足関節の可動域の拡大を図った足首・足指運動用健康器が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, a device for reducing the risk of such a fall or fracture as much as possible is known. Specifically, an ankle / toe exercise health device is known in which the range of motion of the ankle joint is expanded by forcibly moving the ankle joint of an elderly person or the like (see, for example, Patent Document 1).
かかる特許文献1に記載の足首・足指運動用健康器は、可動板に足を固定し、足首を前後に曲げながら足指を甲側に曲げ延ばす運動を繰り返し、かつ突起により足の土踏まずを刺激することで、血行を良くして内臓機能を強化し健康を増進することを目的としている。 The ankle / toe exercise health device described in Patent Document 1 fixes the foot to the movable plate, repeats the exercise of bending and extending the toe toward the instep while bending the ankle back and forth, and the arch of the foot by the protrusion. By stimulating, it aims to improve blood circulation, strengthen internal organs function and promote health.
一方、高齢者などの足腰の弱った人に歩行訓練を行うに際して立ったまま歩行訓練を行う歩行訓練器も知られている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, a walking training device is also known that performs walking training while standing when performing walking training for a person with weak legs such as an elderly person (see, for example, Patent Document 2).
この歩行訓練器は、使用者が歩行するためのエンドレスベルトからなる移動ベルトと、使用者の腹に巻かれたベルトを頭上から吊り下げて使用者の歩行中に足にかかる体重を低減させるクレーン状片持ちフレームを有している。
特許文献1に記載された足首・足指運動用健康器は歩行訓練器ではないが、関節の柔軟性を上げることは可能である。確かに歩行訓練において関節可動域を広げることは有効な手段の一つである。また、足関節を運動させることで、深部受容器である筋紡錘やゴルジ腱器官に刺激を与えることができる。 The ankle / toe exercise health device described in Patent Document 1 is not a gait training device, but it is possible to increase the flexibility of the joint. Certainly, it is one of the effective means to widen the range of motion in walking training. In addition, by exercising the ankle joint, it is possible to stimulate the muscle spindle and Golgi tendon organ, which are deep receptors.
しかしながら、歩行能力向上のための最も重要かつ効果的な点である歩行に関する神経回路を促通させるためには、皮膚受容器である足裏からの圧の情報をいかに伝えるかが重要である。従って、歩行訓練においては通常の歩行のように足底に適切な荷重をかけることが有用と考えられるが、このような足首・足指運動用健康器を座った姿勢や寝そべった姿勢で用いても足裏に適切な荷重を加えることができず、歩行に関する神経回路を促通させることはできない。 However, in order to facilitate the neural circuit related to walking, which is the most important and effective point for improving walking ability, it is important how to transmit information on pressure from the sole, which is a skin receptor. Therefore, in walking training, it is considered useful to apply an appropriate load to the sole as in normal walking, but such an ankle and toe exercise health device should be used in a sitting or lying position. However, an appropriate load cannot be applied to the sole of the foot, and a neural circuit related to walking cannot be promoted.
また、このような足首・足指運動用健康器を立ったままで使えるようにした場合、足を揺動させるためには体重を持ち上げるだけの大きな動力や駆動トルクが必要になってしまい、かつ装置の各部材も使用者の体重に耐えられるだけの強度を確保しなければならず、各構成部品が大掛かりなものとなり、装置自体も大型化してしまう。 In addition, when such an ankle / toe exercise health device can be used while standing, a large amount of power and drive torque for lifting the weight is required to swing the foot, and the device These members must also be strong enough to withstand the weight of the user, each component becomes large, and the device itself becomes large.
また、高齢者などの足腰の弱った人に歩行訓練を行う場合に、いきなり立ったまま長時間歩行訓練を行うと、身体に負担がかかってしまい好ましくない。 In addition, when walking training is performed on a person with weak legs such as an elderly person, if walking training is performed for a long time while standing suddenly, a burden is placed on the body, which is not preferable.
一方、特許文献2に記載の歩行訓練器では、クレーン状片持ちフレームによって使用者の身体を吊ってトレッドミルの上を歩かせて訓練するようになっている。このような歩行訓練器であれば、足腰が弱った高齢者でも立ったまま訓練でき、足裏に適切な荷重をかけることも可能である。しかしながら、歩行訓練を行うためにこのような使用者の身体を吊り下げる大掛かりな装置を使おうとすると、コストの点や設置スペースの点、搬送の点など様々な問題が生じる。
On the other hand, in the walking training device described in
一方、近年、歩行中の転倒予防に向け、フィットネスクラブなどに設置されたトレーニング機器を用いた筋力トレーニングが盛んに行われているが、この筋力トレーニングだけでは単に筋力を向上させるのに役立つだけで、歩行能力をつかさどる感覚受容器及び神経系を活性化してこれらの機能回復を実現して本発明特有の課題を根本的に解決するには難しい。 On the other hand, in recent years, for the prevention of falls during walking, strength training using training equipment installed in fitness clubs and the like has been actively conducted, but this strength training alone only helps to improve muscle strength. It is difficult to fundamentally solve the problems peculiar to the present invention by activating sensory receptors that control walking ability and the nervous system to realize functional recovery.
本発明の目的は、簡易な構成で歩行能力に関する感覚受容器及び神経系の機能回復を図ることが可能な歩行訓練器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sensory receptor relating to walking ability and a walking training device capable of recovering the function of the nervous system with a simple configuration.
上述した課題を解決するために、本発明にかかる歩行訓練器は、
基台と、
前記基台に回動軸を介して軸支され、当該回動軸を中心として回動可能に取り付けられた足裏当て部とを備えた歩行訓練器において、
前記足裏当て部に振動子を備え、当該足裏当て部に接した使用者の足裏に当該振動子を介して振動を伝えることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, the walking training device according to the present invention is:
The base,
In a walking training device provided with a sole support portion that is pivotally supported on the base via a rotation shaft and attached to be rotatable about the rotation shaft.
A vibrator is provided in the sole part, and vibration is transmitted to the sole of the user in contact with the sole part through the vibrator.
本発明の歩行訓練器によると、歩行訓練中に足を揺動させながら足裏に振動を与えるので、歩行時に行われる足関節の屈伸に擬似した運動に加えて、立っていることを錯覚させるような擬似荷重を振動により伝えることができる。人にとって、足裏の圧受容器による足底からの荷重の検出は、立位姿勢や歩行状態であることを認識する手段の一つとして重要な役割を果たしている。従って、この擬似荷重を足底に与えることで、座った姿勢や寝そべった姿勢でも、立った状態であると錯覚させて、これによって、足裏の圧受容器及び歩行に関する神経回路の活動度を向上させるなどの有効な歩行訓練を行うことができる。 According to the walking training device of the present invention, the foot sole is vibrated while swinging the foot during walking training, so in addition to the motion simulating the bending and stretching of the ankle joint performed during walking, the illusion of standing Such a pseudo load can be transmitted by vibration. For humans, the detection of the load from the sole by the baroreceptor on the sole of the foot plays an important role as one of means for recognizing a standing posture or a walking state. Therefore, by applying this pseudo load to the sole of the foot, the illusion that the patient is in a standing or lying position is made illusion, thereby improving the activity of the neural circuit relating to the baroreceptor on the sole and walking. It is possible to carry out effective walking training.
また、足関節の歩行時に類似した可動とともに、足裏から擬似荷重を加えるので、リズミカルな歩行を達成するための中枢神経が備えている運動パターン発生器に、足裏からの荷重情報を伝達して、立位状態を錯覚させ、運動に関する中枢神経を活性化させた状態で、足関節の可動により、足踏みの頻度を認識させることで、正常な歩行パターンを誘発させることができる。 In addition, because it is similar to the movement of the ankle when walking, and a pseudo load is applied from the sole, the load information from the sole is transmitted to the movement pattern generator provided in the central nerve to achieve rhythmic walking. Thus, a normal gait pattern can be induced by recognizing the frequency of stepping by the movement of the ankle joint in the state where the standing state is illusioned and the central nerve related to movement is activated.
即ち、足裏に擬似荷重を加えることで座っていても立って歩行訓練をしているのと同様の効果を上げることができる。また、足関節の屈伸運動により、関節の可動域を拡大や、足関節を可動させるための筋肉に刺激を与え、これらの活動を活発化させることで、歩行時の正常な足関節の屈伸を誘発することができる。 That is, by applying a pseudo load to the sole, the same effect as that of standing and training while walking can be achieved. In addition, by flexing and stretching the ankle joint, the range of motion of the joint is expanded, the muscles that move the ankle joint are stimulated, and these activities are activated, so that the normal ankle joint can bend and stretch during walking. Can be triggered.
また、本発明の請求項2に記載の歩行訓練器は、請求項1に記載の歩行訓練器において、
前記足裏当て部の揺動に連動して前記振動の状態が変化することを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to
The state of the vibration is changed in conjunction with the swinging of the foot support part.
足裏当て部の揺動に連動させて振動の状態を変化させることで、実際の歩行状態において受ける荷重と同等の擬似荷重を振動により足裏に与えることができるようになる。 By changing the state of vibration in conjunction with the swinging of the foot pad portion, a pseudo load equivalent to the load received in the actual walking state can be applied to the sole by vibration.
また、本発明の請求項3に記載の浴槽装置は、請求項1又は請求項2に記載の歩行訓練器において、
前記足裏当て部の揺動により当該足裏当て部に接した足が最も背屈した状態の足裏当て部を上死点に位置するとし、かつ最も底屈した状態の足裏当て部を下死点に位置するとしたとき、前記足裏当て部の位置が上死点側又は下死点側の少なくとも何れか一方において前記振動子による振動が優位になることを特徴としている。
Moreover, the bathtub apparatus of
The foot contact portion in the state where the foot in contact with the foot contact portion is bent back most by the swinging of the foot contact portion is located at the top dead center, and the foot contact portion in the most bent state is When the position is at the bottom dead center, the vibration by the vibrator is dominant when the position of the foot pad is at least one of the top dead center side and the bottom dead center side.
足裏当て部の位置が上死点側又は下死点側の少なくとも何れか一方において振動子による振動が優位になるようにすることで、実際の歩行時の踵着地時及びつま先蹴り上げ時において受ける荷重に相当する擬似荷重を振動により足裏に与えることができるようになる。 By making the vibration of the vibrator dominant at least one of the top dead center side and the bottom dead center side of the foot pad part, at the time of heel landing during actual walking and toe kicking up A pseudo load corresponding to the received load can be applied to the sole by vibration.
即ち、上死点側又は下死点側の少なくとも何れか一方で振動子が足裏に伝える振動が強くなることで、歩行時に足裏が受ける荷重と同じタイミングで足裏が振動を受けることができ、振動による擬似荷重が中枢神経やこれに至る神経回路にあたかも立って歩行しているように錯覚させ、歩行訓練をより効果的に行うことができるようになる。 In other words, the vibration transmitted by the vibrator to the sole on at least one of the top dead center side and the bottom dead center side may be strong, and the sole may be subjected to vibration at the same timing as the load received by the sole during walking. This makes it possible to perform walking training more effectively by making an illusion that a pseudo load due to vibration is standing on the central nerve and the neural circuit leading to it.
また、ここでいう上死点と下死点は、歩行中のかかと着地時もしくは爪先蹴り時にあたり、通常、歩行においては、このタイミングで足裏に荷重が加わる。従って、このタイミングで振動による擬似荷重が加わるので、高齢者など、すり足で歩く人などに対しても、あたかも通常に歩行しているかのように足裏に荷重が加わり、しかも、正常な歩行のパターンに類似した足関節の可動と足裏への擬似荷重パターンを与えることができるので、その足踏みの頻度を認識させ、運動パターン発生器に、正常な歩行パターンを誘発させることができる。 Further, the top dead center and the bottom dead center mentioned here correspond to the time of landing on the heel or toe kick during walking, and usually a load is applied to the sole at this timing during walking. Therefore, since a pseudo load due to vibration is applied at this timing, a load is applied to the sole of the elderly as well as a person walking with a foot as if walking normally, and normal walking Since the movement of the ankle joint similar to the pattern and the pseudo load pattern on the sole can be given, the frequency of the stepping can be recognized, and the normal walking pattern can be induced in the movement pattern generator.
また、本発明の請求項4に記載の歩行訓練器は、請求項3に記載の歩行訓練器において、
前記振動子が、使用者の足裏を足裏当て部に当てた状態で足裏前側に当る足裏前側振動子と足裏後ろ側に当る足裏後ろ側振動子からなり、
前記足裏当て部が上死点側に位置するときに足裏後ろ側の振動の状態が優位になり、前記足裏当て部が下死点側に位置するときに足裏前側の振動の状態が優位になることを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to
The vibrator is composed of a vibrator on the front side of the foot that hits the front side of the sole and a vibrator on the back side of the foot that hits the back side of the sole in a state where the sole of the user is in contact with the foot pad.
The state of vibration on the back side of the sole becomes dominant when the sole part is located on the top dead center side, and the state of vibration on the front side of the sole when the sole part is located on the bottom dead center side Is characterized by superiority.
振動子を足裏前側振動子と足裏後ろ側振動子から構成し、かつ各振動子の振動の優位性をこのように設定することで、より歩行中の形態に近い擬似荷重を振動により足裏に与えるようになる。その結果、歩行時に足裏が受ける荷重と同じタイミングで足裏が振動を受けることができ、振動による擬似荷重が中枢神経やこれに至る神経回路にあたかも立って歩行しているように錯覚させ、歩行訓練をより効果的に行うことができるようになる。 By configuring the vibrators with the soles on the front side and the vibrators on the back side of the feet, and setting the superiority of the vibrations of each vibrator in this way, a pseudo load closer to the shape during walking can be generated by the vibration. Give it to the back. As a result, the sole can be vibrated at the same timing as the load that the sole receives during walking, and the phantom load caused by the vibration makes the illusion of walking as if standing on the central nerve and the neural circuit leading to it, Walking training can be performed more effectively.
即ち、足裏の前後が歩行時に受ける圧と同様のタイミングで擬似荷重としての振動を受けることで、足裏からの情報から踵で接地し、指先で蹴っていることを錯覚させることができるので、効果的な歩行訓練になる。 In other words, by receiving vibration as a pseudo load at the same timing as the pressure that the front and back of the foot receive during walking, it is possible to make the illusion that you are grounding with a heel from the information from the sole and kicking with your fingertip Become an effective walking training.
また、前後の振動の切り替えにより、感覚受容器の腑活化と、それにつながる神経回路の促通性を高めることができる。 In addition, by switching the front and rear vibrations, it is possible to increase the activation of the sensory receptors and the facilitation of the neural circuit connected thereto.
また、本発明の請求項5に記載の歩行訓練器は、請求項4に記載の歩行訓練器において、
前記各振動子に足裏の前後がそれぞれ接するようにした足裏位置決め手段を備えたことを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to claim 5 of the present invention is the walking training device according to
The above-mentioned vibrator is provided with a sole positioning means that makes the front and back of the sole contact each other.
このような足裏位置決め手段を設けることで、位置決め手段を介して足裏の前側部分を足裏当て部の前側振動子に確実に接触させると共に足裏の後ろ側部分を足裏後ろ側振動子に確実に接触させることができるようになる。 By providing such a sole positioning means, the front part of the sole is surely brought into contact with the front vibrator of the sole support part via the positioning means, and the rear part of the sole is placed on the sole rear vibrator. Can be reliably brought into contact with each other.
また、本発明の請求項6に記載の歩行訓練器は、請求項1乃至請求項5の何れかに記載の歩行訓練器において、
前記足裏当て部が第1可動部と当該第1可動部に可動自在に結合された第2可動部から構成され、
前記駆動手段を介して前記第1可動部と第2可動部が協働して前記足裏当て部に接した足を底屈又は背屈させながら足指を足の甲側に曲げ延ばすと共に、
前記各可動部に振動子を備え、足裏当て部の揺動に合わせて当該各振動子の振動の状態が変化するようになったことを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to claim 6 of the present invention is the walking training device according to any one of claims 1 to 5,
The foot sole part is composed of a first movable part and a second movable part movably coupled to the first movable part,
While the first movable part and the second movable part cooperate with each other via the driving means, the toes are bent and extended to the back side of the foot while causing the foot in contact with the sole support part to bend or bend, and
Each movable part is provided with a vibrator, and the vibration state of each vibrator changes according to the swing of the foot pad.
歩行において爪先蹴りの時に足指が曲がるが、このような第1可動部と第2可動部を設けることで足指の関節可動域を拡大できると共に、足指が曲がっているときに振動子から振動を直接伝達することで実際の歩行時の足の動きを忠実に再現でき、歩行訓練をより効果的に行うことができるようになる。 While the toes are bent during toe kicking in walking, the joint movable range of the toes can be expanded by providing such a first movable part and a second movable part, and from the vibrator when the toes are bent By directly transmitting the vibration, the movement of the foot during actual walking can be faithfully reproduced, and walking training can be performed more effectively.
本発明によると、足関節の屈伸運動と共に足裏に特殊パターンの振動刺激を与えることで歩行能力に関する感覚受容器及び神経系の機能回復を図ることが可能な歩行訓練器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gait training device which can aim at the functional recovery of the sensory receptor regarding a walking ability and a nervous system can be provided by giving the vibration stimulation of a special pattern to a sole with bending and extension movement of an ankle joint. .
具体的には、本発明の歩行訓練器によると、歩行訓練中に足を揺動させながら足底へ振動を与えることで、足関節の屈伸運動に加えて立っているときに足裏が感じる荷重と同等の擬似荷重を振動刺激として与え、この擬似荷重で座った姿勢や寝そべった姿勢でもあたかも立った状態であると使用者の中枢神経やこれに至る神経回路に錯覚させるようにし、有効な歩行訓練を実現する。 Specifically, according to the gait training device of the present invention, the sole feels when standing in addition to the flexion / extension movement of the ankle joint by applying vibration to the sole while swinging the foot during gait training. A pseudo load equivalent to the load is given as a vibration stimulus, and it is effective to let the user's central nervous system and the neural circuit leading to it have an illusion that it is in a standing or lying position with this pseudo load. Realize walking training.
以下、本発明の第1の実施形態にかかる歩行訓練器について説明する。本発明の第1の実施形態にかかる歩行訓練器1は、図1及び図2に示すように、基台100と、基台100に一方が回動軸150を介して軸支され、この回動軸150を中心として回動可能に取り付けられた足裏当て部200,300と、足裏当て部200,300を所定角度で揺動させる駆動部400を有すると共に、足裏当て部200,300に振動子210,220,310,320を備え、足裏当て部200,300に接した使用者の足裏に振動子210,220,310,320を介して振動刺激を与えるようになっている。なお、図1及び図2とも駆動部400を覆うカバーを省略した状態で示している。
Hereinafter, a walking training device according to a first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the walking training device 1 according to the first embodiment of the present invention is supported by a
基台100は、アルミニウムなどの金属又は強度と成型性に優れた樹脂でできており、本実施形態の場合、矩形状のベース板110と、ベース板110の両側に立設した支持板120,130とから構成されている。そして、支持板120,130は、例えばアルミニウムなどの金属でできたL型ブラケット121,131(図2参照)によってベース板110にしっかりと固定されている。また、ベース板110には一方の支持板120の後方に隣接して例えばアルミニウムなどの金属でできたモータ固定用のL型ブラケット141が取り付けられている。なお、ベース板110と支持板120,130はこのように別体で結合することなく樹脂等で一体で形成しても良い。
The
回動軸150は、後述する足裏当て部200,300を駆動部400のカム板460,470と協働して揺動させる役目を果たすもので、ステンレス鋼のシャフトからなり、その両端部が各支持板120,130に図示しないベアリングで軸支されている。また、軸支された部分の一方の支持板130に隣接してトーションバネ151(図2参照)が備わり、足裏当て部200,300がカム板460,470から離れることがないように回動軸150の一方向の回動範囲を規制している。
The
足裏当て部200,300は、例えばABS(アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂などの強度と成型性に優れた樹脂又は金属でできており、使用者の左右の足裏を当てることが可能な大きさを有した細長矩形状の板体からなり、左側の足裏当て部200と右側の足裏当て部300とから構成されている。また、足裏当て部200,300の一方の面、即ち駆動部400と反対側の面の上部及び下部には夫々足裏前側振動子210,310と足裏後ろ側振動子220,320が備わっている。また、足裏当て部200,300の他方の面の下側は回動軸150と一体に結合されている。
The
なお、ここでいう足裏の前側とは、足裏の指及び指の付け根並びにその近傍領域を指し、足裏の後ろ側とは、足裏の踵部及びその近傍領域を指す。より具体的には足裏の前側と後ろ側で健常な成人の歩行時に圧力分布を構成する各領域をいう。 Here, the front side of the sole refers to the finger of the sole, the base of the finger, and the vicinity area thereof, and the rear side of the sole refers to the buttocks of the sole and the vicinity area thereof. More specifically, it refers to each region that constitutes a pressure distribution during walking of a healthy adult on the front side and back side of the sole.
また、使用者の足裏間の前後に接するように足裏当て部200,300に配置された振動子210,220,310,320は、それぞれが10Hz〜200Hzの周波数を発生させるトランスデューサから構成されている。
Further, the
そして、このようなトランスデューサを本発明の振動子210,220,310,320として使用することによって、使用者の足裏に振動を効率的に伝達するようになっている。
By using such a transducer as the
なお、振動子としてトランスデューサを使用することには限定されず、人間が反応するといわれる10Hz〜200Hzの周波数を発生させる振動モータなどを用いても良い。 In addition, it is not limited to using a transducer as a vibrator | oscillator, You may use the vibration motor etc. which generate | occur | produce the frequency of 10Hz-200Hz said that a human reacts.
駆動部400は、図2に示すように、モータ410と、モータ410の動力を伝達するベルト420及びプーリ431,432と、ベルト420及びプーリ431,432を介して伝達されたモータ410の動力によって回転する回転シャフト450と、足裏当て部200,300の上部裏側にそれぞれ当接するように回転シャフト450に固定されたカム板460,470とから構成されている。
As shown in FIG. 2, the
モータ410には減速機構が内蔵されたブラシレスモータが用いられている。そして、モータ410は、上述したように基台100のベース板110にL型ブラケット141を介してしっかりと固定されている。なお、このモータ410にブラミレスモータの代わりにステッピングモータを用いても良い。
As the
プーリ431,432は、アルミニウムや樹脂でできており、一方のプーリ431はモータ410の出力軸に固定され、他方のプーリ432はモータ410の取り付けられた側の支持板120の上部にベアリング(図示せず)を介して回転自在に取り付けられている。支持板120に取り付けられたプーリ432には、例えばステンレス銅(SUS)などの金属でできた回転シャフト450の一端が固定されている。
The
回転シャフト450は、ベアリング(図示せず)を介して両支持板120,130の上部に回転自在に軸支されている。また、回転シャフト450と一体に回転するカム板460,470は樹脂又は金属でできた円板状のカムからなり、偏心した位置に回転シャフト450が夫々取り付けられたベルト420及びプーリ431,432を介してモータ410から伝達された回転力により回転シャフト450を介して回転するようになっている。そして、一方のカム板460に当接した足裏当て部200が起き上がると同時に他方のカム板470に当接した足裏当て部300が倒れ込み、一方のカム板460に当接した足裏当て部200が倒れ込むと同時に他方のカム板470に当接した足裏当て部300が起き上がるようになっている。
The
また、基台100のベース板110には、ここでは図示しないが、足裏前側振動子210,310及び足裏後ろ側振動子220,320に所定の周期のパルスを伝達するパルス発生器と、足裏前側振動子210,310と足裏後ろ側振動子220,320を振動制御する制御部を備え、パルス発生器に接続された外部からの交流電源又は基台内部に収容されたバッテリーなどの直流電源を介して各振動子210,220,310,320を振動させるようになっている。
The
また、基台100を覆う図示しないカバーの上面又は側面には、歩行訓練器1を作動させるための電源スイッチや、各振動子で発生する振動の周期や大きさを調整する調整ノブが備わっている。なお、このような電源スイッチや調整ノブを筐体自体に備える代わりに、使用者が手に持ったまま操作可能とする操作用リモコンを介して歩行訓練器1を立ったままの姿勢で操作できるようにしても良い。
Moreover, the upper surface or side surface of a cover (not shown) that covers the
続いて、このような構成を有する歩行訓練器1の実際の使用方法と作用について説明する。図3及び図4に示すように、最初に使用者は横になった状態で歩行訓練器1の左右の足裏当て部200,300に左右の足裏を当てる。そして、歩行訓練器1のスイッチを入れ、歩行訓練を開始する。歩行訓練の開始と同時に、モータ410が回転しベルト420及びプーリ431,432を介してモータ410の回転力が回転軸450に伝えられてカム板460,470が回転する。これに伴って各カム板460,470に当接した足裏当て部200,300が回動軸150を支点として揺動する。これによって、図5に示す使用者の足の底屈状態と図6に示す背屈状態との間で足首の関節が強制的に曲げ伸ばしされる。これと同時に、パルス発生器によって発生したパルスが足裏当て部200,300の各振動子210,220,310,320に伝達され、この振動子210,220,310,320の振動が左右足裏の前後に同時に伝わる。なお、実際の使用例においては図3及び図4に示すように足裏当て部200,300に足拘束用のバンド部250,350が設けられているので、このバンド部250,350で使用者の足を拘束することで足裏に各振動子210,220,310,320の振動を確実に伝達することができる。
Then, the actual usage method and effect | action of the walking training device 1 which has such a structure are demonstrated. As shown in FIGS. 3 and 4, the user first places the left and right soles against the left and right
このようにして、使用者の足が底屈状態と背屈状態になる間で足首の関節を曲げながら左右の足裏が各振動子210,220,310,320から振動を受けることで、足関節の屈伸運動に加えて立っているときに足裏が感じている荷重と同等の擬似荷重を各振動子210,220,310,320から振動刺激として受け、この擬似荷重によって座った姿勢や寝そべった姿勢で歩行訓練してもあたかも立った状態であることを使用者の中枢神経やこれに至る神経回路に錯覚させ、効果的な歩行訓練を実現する。
In this way, the left and right soles receive vibrations from the
このように、本実施形態にかかる歩行訓練器1によると、振動による擬似荷重を加えることで座っていても立って歩行訓練をしているのと同様の効果を期待できる。また、足関節の可動域を拡大することで、足関節を可動させるための筋肉の活動を活発化させることもできる。 Thus, according to the walking training device 1 according to the present embodiment, it is possible to expect the same effect as when walking while standing by applying a pseudo load due to vibration. In addition, by expanding the range of motion of the ankle joint, muscle activity for moving the ankle joint can be activated.
このようにして使用者が訓練を終えた後、足を足裏当て部200,300から離しても、回動軸150に設けられたトーションバネ151によって足裏当て部200,300の回動範囲が規制されているので、足裏当て部200,300が倒れることなくカム板460,470に当接したままとなってその後の歩行訓練器1の使用の際に支障が生じることはない。
After the user finishes training in this manner, even if the foot is separated from the
なお、足裏当て部200,300に設けられた振動子210,220,310,320は、上述の実施形態の場合、足裏前側及び後ろ側に対応するようにそれぞれ必ずしも設ける必要はなく、図7(a)に示すように左右の足裏当て部200,300の中央部にそれぞれ単一の振動子211,311を設けて、足裏当て部全体が振動するようにしても良く、図7(b)に示すように足裏当て部200,300の中央の振動子211,311のみが振動するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上述した第1の実施形態の変形例として、図5に示すように足裏当て部200,300の揺動により足が最も背屈した状態を足裏当て部200,300の上死点、図6に示すように最も底屈した状態を足裏当て部200,300の下死点としたとき、足裏当て部200,300が上死点側に位置するときに振動子210,220,310,320から足裏が受ける振動刺激の状態を足裏当て部200,300が他の位置にいるときよりも優位にするか、足裏当て部200,300が下死点側に位置するときに振動子210,220,310,320から足裏が受ける振動刺激の状態を足裏当て部200,300が他の位置にいるときよりも優位にするか、又は、足裏当て部200,300が上死点側及び下死点側に位置するときに他の位置にいるときよりも振動子210,220,310,320から足裏が受ける振動刺激の状態を優位にするかを択一的に選べるようにしても良い。
Further, as a modification of the above-described first embodiment, as shown in FIG. 5, the top dead center of the
このように足裏当て部200,300の位置が少なくとも上死点側又は下死点側の何れか一方で振動子210,220,310,320から足裏が受ける振動刺激が優位になるようにすることで、実際の歩行時の踵着地時及びつま先蹴り上げ時において受ける荷重に相当する擬似荷重を訓練中に足裏に与えることができるようになる。
As described above, the vibration stimulation received by the sole from the
図8は、このような変形例にかかるいくつかの振動付与パターンを示した図である。図8上段のパターン1は、足裏当て部200,300が上死点側に位置するときに振動子210,220,310,320からの振動を足裏に伝えるパターンで、図8中段のパターン2は、足裏当て部200,300が下死点側に位置するときに振動子210,220,310,320からの振動を足裏に伝えるパターンで、図8下段のパターン3は、足裏当て部200,300が上死点側と下死点側に位置するときに振動子210,220,310,320から振動を足裏に伝えるパターンである。
FIG. 8 is a diagram showing several vibration imparting patterns according to such a modification. The upper pattern 1 in FIG. 8 is a pattern for transmitting vibrations from the
なお、図8では、振動子210,220,310,320の振動がオンオフ制御されていたが、図9及び図10に示すように、各振動子210,220,310,320の振動の強さを振動の振幅又は周波数を変えることで調整し、足裏当て部200,300が上死点側及び下死点側の双方に位置するときに振動子210,220,310,320から足裏が受ける振動刺激の状態を足裏当て部200,300が他の位置にいるときの振動刺激の状態よりも優位にするようにしても良い。
In FIG. 8, the vibrations of the
図9及び図10は、このような振動パターンを具体的に説明したもので、図9においては、足裏当て部200,300が上死点側及び下死点側に位置するときの振動の強さ(振動の振幅)が中立点に位置するときの振動の強さ(振動の振幅)よりも大きく(優位)になっているのが分かる。なお、この場合の振動の優位性は振動の振幅ではなく、図10に示すように振動の周波数に基づいても良い。具体的には、図10においては、足裏当て部200,300が上死点側及び下死点側に位置するときの振動の強さ(振動の周波数)が中立点に位置するときの振動の強さ(振動の周波数)よりも大きく(優位)になっている。
FIG. 9 and FIG. 10 specifically explain such a vibration pattern. In FIG. 9, the vibration of the
続いて、本発明の第2の実施形態に係る歩行訓練器について説明する。なお、上述した第1の実施形態に係る歩行訓練器1と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。 Subsequently, a walking training device according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure equivalent to the walk training device 1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above, a corresponding code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
本発明の第2の実施形態にかかる歩行訓練器2も、図1及び図2に示すように、基台100と、基台100に一方が回動軸150を介して軸支され、この回動軸150を中心として回動可能に取り付けられた足裏当て部200,300と、足裏当て部200,300を所定角度で揺動させる駆動部400を有すると共に、足裏当て部200,300に振動子210,220,310,320を備えている。なお、本実施形態においても、図1及び図2において駆動部400を覆うカバーを省略した状態で示している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the walking
また、基台100のベース板110にはここでは図示しないが、足裏前側振動子210,310及び足裏後ろ側振動子220,320に所定の周期のパルスを伝達するパルス発生器と、足裏前側振動子210,310と足裏後ろ側振動子220,320の振動を本実施形態特有の所定のパターンで制御する制御部を備え、パルス発生器に接続された外部からの交流電源又は基台内部に収容されたバッテリーなどの直流電源を介して振動発生部を振動させるようになっている。そして、足裏当て部200,300に接した足裏に振動子210,220,310,320を介して第1の実施形態と異なる所定パターンの振動刺激を与えるようになっている。
Further, although not shown here, the
本実施形態における各振動子210,220,310,320の具体的な振動パターンは、図5及び図6に示すように、足裏当て部200,300の揺動により足が最も背屈した状態を足裏当て部200,300の上死点、最も底屈した状態を足裏当て部200,300の下死点としたとき、足裏当て部200,300が上死点側に位置するときに足裏後ろ側振動子220,320から足裏後ろ側が受ける振動刺激の状態が優位になり、足裏当て部200,300が下死点側に位置するときに足裏前側振動子210,310から足裏前側が受ける振動刺激の状態が優位になるようになっている。
The specific vibration patterns of the
続いて、このような第2の実施形態にかかる歩行訓練器を使用することによる作用を説明する。この説明にあたって、まず足関節と足裏圧との関係について触れる。 Then, the effect | action by using the walk training device concerning such 2nd Embodiment is demonstrated. In this explanation, first, the relationship between the ankle joint and the sole pressure is mentioned.
人間は、通常、足を交互に差し替える対称的なパターンで歩行を行い、両足のずれは半周期である。図11は、一方の下肢の足部接地から足部接地までの時間、例えば、右踵接地から右踵接地までの間を一歩行周期としたときの足関節と足裏が受ける衝撃を示す図である。歩行周期は、足部が床に接地するときに始まる立脚時と、足部が床を離れるときに始まる遊脚時からなり、立脚期は、踵で接地し(踵接地)、接地部が足裏全体に広がり、つま先から離れる(爪先離れ)からなっている。この際に受ける足裏の衝撃は、図11の下図のようになっている。このように、歩行時には、足裏は常に踵から爪先にかけて衝撃による圧力を受けている。そして、この足裏からの情報により、立っていることや歩いていることを認識している。 A human usually walks in a symmetrical pattern that alternates between feet, and the deviation of both feet is a half cycle. FIG. 11 is a diagram showing an impact received by the ankle joint and the sole when one leg is taken as a period from the ground contact to the foot contact of one leg, for example, from the starboard contact to the starboard contact. It is. The walking cycle consists of a standing leg that starts when the foot touches the floor and a free leg that starts when the foot leaves the floor. It spreads across the entire back and separates from the toes (toe separation). The impact of the soles received at this time is as shown in the lower diagram of FIG. Thus, when walking, the sole always receives pressure from the heel to the toe. And, from the information from the soles, it recognizes standing or walking.
本実施形態では、図12及び図13に示すように、上述の考え方に沿って実際の歩行時の踵着地時及びつま先蹴り上げ時において受ける荷重に相当する擬似荷重を訓練中に足裏に与えるようになっている。即ち、足裏当て部200,300が上死点側に位置するときと下死点側に位置するときに振動が強くなるので、歩行時に足裏が受ける荷重と同じタイミングで振動を足裏が受けることができ、振動による擬似荷重により中枢神経及びこれに至る神経回路にあたかも立って歩行させるように錯覚させ、効果的な歩行訓練になる。
In this embodiment, as shown in FIG. 12 and FIG. 13, a pseudo load corresponding to the load received at the time of landing on the actual foot and kicking up the toe is applied to the sole during training in accordance with the above-described concept. It is like that. That is, when the
図12は足裏当て部200(300)の揺動角度及び揺動強度の変化を示した図であり、その振動強度のタイミングチャートの上段部においては、足裏当て部200(300)が下死点側に位置するときに足裏前側振動子210(310)の振動子が振動するようにして足裏前側を刺激し、タイミングチャートの下段部においては、足裏当て部200(300)が上死点側に位置するときに足裏後ろ側振動子220(320)が振動して足裏の踵部を刺激するようになっている。 FIG. 12 is a diagram showing changes in the swing angle and swing strength of the foot pad 200 (300). In the upper part of the timing chart of the vibration strength, the foot pad 200 (300) is the bottom. When positioned on the dead point side, the sole of the foot sole side vibrator 210 (310) is vibrated so as to vibrate the foot sole side. In the lower part of the timing chart, the foot pad portion 200 (300) is provided. When located on the top dead center side, the sole rear vibrator 220 (320) vibrates to stimulate the heel of the sole.
また、図13も足裏当て部200,300の揺動角度及び振動強度の変化を示すタイミングチャートであり、このタイミングチャートの最上段の足裏当て部角度と回動軸の回転角との関係においては、実線で描かれた曲線が左足用の足裏当て部200の揺動角度を示し、点線で示す曲線が右足用の足裏当て部300の揺動角度を示している。
FIG. 13 is also a timing chart showing changes in the swing angle and vibration intensity of the
そして、このタイミングチャートの上段部に示すように、左足用の足裏当て部200が下死点側に位置するときは左足の足裏前側振動子210が振動し、続いて、左足の足裏当て部200が上死点側に位置するときは左足の足裏当て部200の足裏後ろ側振動子220が振動し、続いて、右足用の足裏当て部300が下死点側に位置するときは右足用の足裏当て部300の足裏前側振動子310が振動し、続いて、右足用の足裏当て部300が上死点側に位置するときは足裏当て部300の足裏後ろ側振動子320が振動するようになっている。すなわち、このような順番で各振動子210,220,310,320を振動させることによって使用者が実際の歩行時に受ける足裏の圧分布を擬似荷重によって再現するようになっている。
Then, as shown in the upper part of this timing chart, when the
なお、このような振動子210,220,310,320による振動の優位性は必ずしも上述の第2の実施形態における歩行訓練器2のように限定する必要はなく、足裏当て部200,300の位置が少なくとも上死点側又は下死点側の何れか一方で振動子210,220,310,320による足裏前後の受ける振動刺激が優位になるようにしても良い。
It should be noted that the superiority of vibration by
即ち、足裏当て部200,300が上死点側に位置するときに足裏後ろ側振動子220,320が受ける足裏後ろ側の振動刺激の状態が優位になるか、足裏当て部200,300が下死に位置するときに足裏前側振動子210,310から受ける足裏前側の振動刺激の状態が優位になるかの何れかとしても良い。
That is, when the
これによっても実際に歩行する際の踵着地時及びつま先蹴り上げ時において受ける荷重に相当する擬似荷重を訓練中に足裏に与えることができるようになる。 This also makes it possible to apply a pseudo load corresponding to the load received during landing on the foot and kicking up the toe during actual walking to the sole during training.
以下に、この第2の実施形態にかかる歩行訓練器2によって使用者の足裏前後が交互に刺激を受けることで歩行能力を向上させる根拠についてより詳細に説明する。
Hereinafter, the grounds for improving the walking ability by alternately receiving stimulation around the user's soles by the walking
実際の歩行中には足裏接地時に足裏に圧分布が生じており、踵が着地して重心がやや外側を通る動きをし、つま先で蹴るというように圧がかかる。この動きの中で生じる圧分布が、歩行においてそのタイミングを計るのに重要な役割を果たしている。若年者の場合、図14下図に示すように最初に踵が接地し衝撃力が加わり、遅れて爪先(前足部)に衝撃が加わるように圧分布が生じている。一方、高齢者の場合、図14上図に示すようにすり足のように歩くので、踵と爪先でほぼ同時に接地してしまい、明確な圧分布は殆ど現れない。また、接地している時間も長く、リズミカルな歩行ができていない。このように、歩行能力の衰えた高齢者は歩行時に圧分布が生じず、歩行のタイミングを計れていない。更にはリズミカルな歩行を実現するための運動パターン発生器も良好に機能していないことが考えられる。 During actual walking, pressure distribution is generated on the sole when the sole touches down, and the heel strikes, the center of gravity moves slightly outside, and pressure is applied such as kicking with a toe. The pressure distribution generated in this movement plays an important role in timing the walking. In the case of a young person, as shown in the lower diagram of FIG. 14, the pressure distribution is generated so that the heel is first grounded and an impact force is applied, and the impact is applied to the toe (front foot) later. On the other hand, an elderly person walks like a pedestal as shown in the upper diagram of FIG. 14, so that the ground contacts the heel and toe almost simultaneously, and a clear pressure distribution hardly appears. In addition, the grounding time is long and rhythmic walking is not possible. Thus, elderly people with reduced walking ability do not have pressure distribution during walking and cannot walk. Furthermore, it is conceivable that the motion pattern generator for realizing rhythmical walking is not functioning well.
なお、図14及びこれに関する記載について参照した文献としては以下の通りである。
著者:富田隆太氏、井上勝夫氏、川又周太氏
題名:高齢者及び成人の歩行特性と歩行感からみた床仕上げ構造に関する検討
日本建築学会環境系論文集 第569号、7−14、2003年7月発行
このように歩行能力の低下や足裏の感覚受容器の機能低下により、小さい段差や平地での転倒などの危険性が生じる。従って、本実施形態では、足首の関節運動に加えて上述した振動パターンの刺激を足裏に積極的に加えるようにしている。即ち、歩行能力に重要な圧分布を感知する足裏の皮膚受容器に対して圧の分布が認識できるように足裏の前後に交互に振動刺激を与え、圧分布の認識力をつかさどる感覚受容器の機能回復とその神経回路(フィードバック回路)の賦活化を狙うと共に、高齢者など歩行時に圧分布が生じない人たちに対して足裏の前後に与える振動を健常な歩行パターンで与えることで運動パターン発生器に対して健常な歩行パターンを認識させ、正常な歩行を誘発することができるようにしている。
References relating to FIG. 14 and the description related thereto are as follows.
Authors: Ryuta Tomita, Katsuo Inoue, Shuta Kawamata Title: Examination of floor finish structure from the viewpoint of walking characteristics and walking feelings of elderly and adults Architectural Institute of Japan Environmental Studies No. 569, 7-14, 2003 Issued in July As described above, there is a risk of a small step or a fall on a flat ground due to a decline in walking ability and a function of sensory receptors on the soles. Therefore, in this embodiment, in addition to the ankle joint motion, the vibration pattern stimulation described above is positively applied to the sole. In other words, vibration stimulation is alternately applied before and after the sole so that the skin distribution on the sole that senses the pressure distribution important for walking ability can be recognized, and the sensory reception that governs the recognition power of the pressure distribution. By aiming to restore the function of the container and activating its neural circuit (feedback circuit), and giving vibrations to the front and back of the foot to people who do not have pressure distribution during walking, such as elderly people, with a healthy walking pattern The motion pattern generator is made to recognize a healthy walking pattern and induce normal walking.
従って、このような振動パターンの振動を発生することによって、成人が歩行中に足裏に受ける実際の荷重に相当する擬似荷重を高齢者である使用者の足裏に振動の刺激として与えることができ、実際に歩行していないにも関わらず使用者の中枢神経やこれに至る神経伝達回路にあたかも成人の頃の歩行パターンをよみがえらせ、実際の歩行パターンを成人の歩行パターンに少しでも近づける訓練を行うことが可能となる。 Therefore, by generating such a vibration pattern, a pseudo load equivalent to the actual load that an adult receives on the sole during walking can be given to the sole of the user who is an elderly person as a vibration stimulus. Even if you are not actually walking, you can reinvigorate the user's central nervous system and the neurotransmission circuit that leads to it as if it were an adult, and bring the actual walking pattern closer to the adult walking pattern. Can be performed.
なお、上述した実施形態にかかる歩行訓練器の左右の各足裏当て部200,300に以下に示すような足裏位置決め部を設けても良い。このような足裏位置決め部を設けることによって、位置決め部を介して足裏前側を足裏当て部の前側振動子に確実に接触させると共に、足裏後ろ側を足裏後ろ側振動子に確実に接触させることができるようになる。 In addition, you may provide the sole positioning part as shown below in each right and left sole contact part 200,300 of the walk training device concerning embodiment mentioned above. By providing such a sole positioning part, the front side of the sole is surely brought into contact with the front vibrator of the sole support part via the positioning part, and the back side of the sole is surely contacted with the rear sole vibrator. It can come into contact.
具体的には、図15に示す足裏位置決め部の場合、足裏位置決め部の足裏後ろ側振動子220,320の近傍に足裏位置決め部221,321が備わっている。なお、足裏位置決め部221,321はそれぞれ、使用者の踵の外郭にほぼ一致する踵当て部を有した凸条の突起部からなり、足裏当て部上面に突出形成されている。
Specifically, in the case of the sole positioning unit shown in FIG. 15,
また、足裏位置決め部の変形例として、図16に示すように、足裏位置決め部が使用者の足の指先に突き当たる突起部222,322を足裏前側振動子210,310の上方に設けた形態としても良い。
Further, as a modification of the sole positioning unit, as shown in FIG. 16,
また、足裏位置決め部の更なる変形例として、図17に示すように、足裏当て部200,300上面における左右の足の土踏まずに対応する位置に足裏位置決め部223,323を設けた形態としても良い。このような足裏位置決め部を設けることで、足裏の位置決めと同時に土踏まずを足裏位置決め部223,323で押圧して本発明の主な目的である歩行能力向上の他にマッサージ効果を使用者に与えることができる。
Further, as a further modification of the sole positioning portion, as shown in FIG. 17, the
また、足裏位置決め部の更に別の変形例として、図18に示すように、使用者の左右の足裏形状に対応する足形状の凹み部224,324を設けた形態の足裏位置決め部としても良い。このような凹み部224,324で足裏位置決め部を形成することで、使用者が例えば視覚障害者の場合であっても、バランス訓練装置の適所に足裏を位置決めすることが簡単にできるようになる。なお、このような凹み部224,324を設ける代わりに使用者の足形に相当するシールを足置き台上面に貼布してこの足裏位置決め部を形成しても良い。
As another modification of the sole positioning portion, as shown in FIG. 18, the sole positioning portion is provided with foot-shaped
なお、上述した第2の実施形態の変形例として、歩行訓練器が、図7(d)に示すように、使用者の右足の踵、足側方上部、親指の各領域、左足の踵、足側方上部、親指の各領域に対応する振動子を足裏当て部に設けていても良い(図7(d)では右側の足裏に対応する足裏当て部300と各振動子335〜337のみ図示)。
As a modification of the above-described second embodiment, as shown in FIG. 7 (d), the gait training device includes a user's right foot heel, foot side upper part, each thumb region, left foot heel, The vibrator corresponding to each area of the foot side upper part and the thumb may be provided in the sole support part (in FIG. 7D, the
このような歩行訓練器2によって、右足の踵、右足裏外側上部、右足親指の順に右足裏用の各振動子が振動し、次いで左足の踵、左足外側上部、左足親指の順に左足裏用の各振動子が振動してこの順に足裏に刺激を与えることができる。
Such a
この変形例にかかる歩行訓練器によると、歩行中の足裏側方を利用したいわゆるあおり(ローリング)を伴う成人の実際の歩行パターンにより近似した擬似荷重を使用者の足裏に与えることができ、足首の関節の屈伸動作と相まって例えば高齢者の神経伝達回路や中枢神経に成人の歩行パターンを訓練中に刻み込み、実際の歩行中に成人の歩行パターンにより近づけるように訓練することが可能となる。 According to the walking training device according to this modification, a pseudo load approximated to an actual walking pattern of an adult with so-called tilting (rolling) using the side of the sole while walking can be given to the sole of the user, Coupled with ankle joint flexion and extension movements, for example, it is possible to train an adult's gait pattern into the neurotransmission circuit and the central nerve of the elderly during training and to be closer to the adult gait pattern during actual walking .
続いて、本発明の第3の実施形態にかかる歩行訓練器について説明する。なお、上述した第1及び第2の実施形態に係る歩行訓練器と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。 Then, the walk training device concerning the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. In addition, about the structure equivalent to the walk training device which concerns on 1st and 2nd embodiment mentioned above, a corresponding code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
本発明の第3の実施形態にかかる歩行訓練器3は、図19(a)及び図19(b)に示すように、基台500と、基台500に一端がヒンジ510を介して連結されると共に他端近傍がリンク機構を介して連結された第1の可動板610と、第1の可動板610の他端にヒンジ615を介して接続されると共にリンク機構を介して基台500に接続された第2の可動板620とを有している。そして、第1の可動板610と第2の可動板620で足裏当て部600を構成している。なお、本実施形態においても基台500を覆うカバーを図示省略している。
The walking
そして、第2の可動板620は、足裏当て部600に当てられた足の指先に対応する大きさを有し、第1の可動板610は、足裏の指先以外の部分に対応する大きさを有しかつそれぞれリンク機構を介して所定位置に取り付けられている。
The second
基台500は、側面視で角型C字状をなし、モータ520を備えると共に、モータ520に連結し、かつリンク機構を構成する回転板530、回転板530の中心に偏心して取り付けられた第1のリンク540、及び第2のリンク550が備わっている。そして、第1のリンク540の他端は第1の可動板610に連結され、第2のリンク550の他端は第2の可動板620に連結されている。また、図20(a)に示すように、第1の可動板610に接した足裏の踵部分に対応する位置に振動子611が備わると共に、第2の可動板620の指先部分に対応する位置に足先用の振動子621が備わっている。
The
実際の歩行時においては爪先蹴りの時には足指が曲がるが、このような第1の可動板610と第2の可動板620を設けることで足指の関節可動域を拡大できると共に、足指が曲がっているときに振動を伝達できるので、実際の歩行時の足の動きを忠実に再現でき、歩行訓練をより効果的に行うことができるようになる。
In actual walking, the toes bend when the toes are kicked. By providing the first
なお、図20(b)に示すように、第1の可動板610の足裏踵部、足裏側方部に対応する位置に振動子(図20(b)では右側の足裏に対応する振動子612,613のみ図示)を設けると共に、第2可動板620の足指先部に対応する位置に振動子(図20(b)では右側の足裏に対応する振動子622のみ図示)を設けても良い。
As shown in FIG. 20B, the vibrator (vibration corresponding to the right sole in FIG. 20B) is placed at a position corresponding to the sole of the first
以上説明したように、本発明の歩行訓練器によると、歩行訓練中、足を揺動させながら足底へ振動を与えることで、足関節の屈伸運動に加えて立っているときに足底が感じている荷重に相当する擬似荷重を振動刺激として与え、この擬似荷重を介して座った姿勢や寝そべった姿勢でもあたかも立った状態であることを中枢神経やこれに至る神経回路に錯覚させ、有効な歩行訓練を実現する。 As described above, according to the walking training device of the present invention, during walking training, the plantar is moved in addition to the flexion / extension motion of the ankle joint by giving vibration to the sole while swinging the foot. A pseudo load equivalent to the felt load is given as a vibration stimulus, and the central nervous system and the neural circuit that leads to it are illusioned that it is in a sitting or lying position through this pseudo load. Realize gait training.
即ち、このような擬似荷重を加えることで、座っていても立って歩行訓練をしているのと同様の効果を期待できる。また、足関節の可動域を拡大するとことにより、足関節を可動させる筋肉の活動を活発化させることができる。 That is, by applying such a pseudo load, it is possible to expect the same effect as a walking exercise while standing. Further, by expanding the range of motion of the ankle joint, the activity of muscles that move the ankle joint can be activated.
また、足裏当て部の揺動に連動させて振動を変化させることで、実際の歩行状態において受ける荷重と同等の擬似荷重を足裏に与えることができるようになる。 Further, by changing the vibration in conjunction with the swing of the sole contact portion, a pseudo load equivalent to the load received in the actual walking state can be applied to the sole.
また、足裏当て部の位置が上死点側又は下死点側の少なくとも何れか一方で振動子による振動が優位になるようにすることで、実際の歩行時の踵着地時及びつま先蹴り上げ時において受ける荷重に相当する擬似荷重を歩行訓練中に足裏に与えることができるようになる。 In addition, by making the vibration of the vibrator dominant in at least one of the top dead center side and the bottom dead center side of the position of the foot pad, it is possible to lift the toes and kick the toes when actually walking A pseudo load corresponding to the load received at the time can be applied to the sole during walking training.
即ち、上死点側又は下死点側の少なくとも何れかの一方で振動が強くなるので、歩行時に足裏が受ける荷重と同じタイミングで振動を足裏が受けることができ、振動による擬似荷重があたかも立って歩行しているように中枢神経及び神経回路に錯覚させ、効果的な歩行訓練になる。 In other words, the vibration becomes stronger on at least one of the top dead center side and the bottom dead center side, so that the sole can receive the vibration at the same timing as the load received by the sole during walking, and a pseudo load due to the vibration is generated. As if you are standing and walking, you will have an illusion of the central nervous system and neural circuit, and it will be an effective walking training.
また、足裏当て部が上死点側に位置するときに足裏後ろ側の振動の状態が優位になり、下死点側に位置するときに足裏前側の振動の状態が優位になるように設定することで、より具体的に歩行中の形態に近い擬似荷重を足裏に与えることができるようになる。 In addition, the state of vibration on the back side of the sole is dominant when the sole part is positioned on the top dead center side, and the state of vibration on the front side of the sole is dominant when positioned on the bottom dead center side. By setting to, a pseudo load close to the shape during walking can be given to the sole more specifically.
また、足裏位置決め手段を設けることで、足裏位置決め手段を介して足裏の前側部分を足裏当て部の前側振動子に確実に接触させると共に、足裏の後ろ側部分を足裏後ろ側振動子に確実に接触させることができるようになる。 Also, by providing the sole positioning means, the front part of the sole is surely brought into contact with the front vibrator of the sole contact part via the sole positioning means, and the rear part of the sole is placed behind the sole. Thus, the vibrator can be reliably brought into contact.
また、足裏当て部が第1可動部と第1可動部にヒンジ結合された第2可動部で構成され、第1可動部と第2可動部が協働して足裏当て部に接した足の足首を前後に曲げながら足指を足の甲側に曲げ延ばすと共に、各可動部に振動子を備え、足裏当て部の揺動に合わせて各振動子の振動の状態を変化させることで、足指の関節可動域を拡大できると共に足指が曲がっているときに振動を足指に伝達でき、実際の歩行時の足の動きを歩行訓練器において忠実に再現でき、歩行訓練をより効果的に行うことができる。 In addition, the foot support part is composed of a first movable part and a second movable part hinged to the first movable part, and the first movable part and the second movable part cooperate to come into contact with the foot contact part. Bending and extending the toes toward the back of the foot while bending the ankle of the foot forward and backward, and equipped with a vibrator on each movable part, changing the vibration state of each vibrator according to the swing of the sole In addition, the range of motion of the toes can be expanded and vibrations can be transmitted to the toes when the toes are bent. Can be done effectively.
なお、上述した実施形態は足裏当て部をモータとカム機構によって揺動させたが、必ずしもこの構成には限定されず、クランク機構や例えば特開2004−89672号公報に記載されたようなエアシリンダとエアバッグとの組み合わせによってエアバッグを膨張又は収縮させることにより足裏位置決め部を揺動させるようにしても良い。 In the above-described embodiment, the foot support portion is swung by the motor and the cam mechanism. However, the present invention is not necessarily limited to this configuration, and the crank mechanism or the air described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-89672 is used. You may make it rock | fluctuate a sole positioning part by inflating or shrink | contracting an airbag with the combination of a cylinder and an airbag.
また、上述した歩行訓練器の各構成要素の材質名はあくまで例示したものにすぎず、本発明の作用を発揮するものであればいかなる材質を用いても良い。 Moreover, the material name of each component of the walking training device described above is merely an example, and any material may be used as long as it exhibits the function of the present invention.
なお、以上説明した振動パターンの他に、図21及び図22に示すように、足裏前側振動子210,310と足裏後ろ側に当る足裏後ろ側振動子220,320の振動パターンを、足裏当て部200,300の双方が図21(b)に示す上死点側に位置するときに足裏前側の振動の状態が優位になると共に、足裏当て部200,300の双方が図21(a)に示す下死点側に位置するときに足裏後側の振動の状態が優位になるようにしても良い。
In addition to the vibration patterns described above, as shown in FIGS. 21 and 22, the vibration patterns of the soles on the
人は、立位時にバランスを保つ時にも、足裏の圧情報が重要である。例えば、前に倒れているときには、足関節が背屈し、尚かつ足裏の前側に圧がかかる。この情報を各種感覚受容器が感知し、身体を後へ戻すように情報をフィードバックし姿勢制御する。一方、後に倒れるときには、足関節が底屈し、足裏の後ろ側に圧がかかり、今度は前に倒れるように情報をフィードバックし姿勢制御する。 The pressure information on the soles is also important when maintaining balance when standing. For example, when the body is tilted forward, the ankle joint is bent back and pressure is applied to the front side of the sole. This information is sensed by various sensory receptors, and the posture is controlled by feeding back the information so that the body is returned to the back. On the other hand, when the body falls later, the ankle joint is bent to the bottom, pressure is applied to the back side of the sole, and information is fed back to control the posture so that the body falls forward.
ここでは、足裏当て部200,300の位置が上死点側では前側に振動が強くなり、下死点側では、後ろ側の振動が強くなるので、足関節が背屈した時には、足裏の前側振動が強くなり、足関節が底屈したときには、足裏の後ろ側の振動が強くなり、そのときの振動を擬似荷重として与えることで、立っているときの前後の姿勢変化を錯覚させることができる。これにより、バランス能力に関する足裏及び足関節の感覚受容器の活性化及び神経回路の足通性向上が可能であり、ひいては、歩行能力向上にも繋がる。
Here, when the positions of the
1,2,3 歩行訓練器
100 基台
110 ベース板
120,130 支持板
121,131 L型ブラケット
141 L型ブラケット
150 回動軸
151 トーションバネ
200 足裏当て部
210 (足裏前側)振動子
211 振動子
220 (足裏後ろ側)振動子
221,223 足裏位置決め部
222 突起部
224 足形状の凹み部
250 バンド部
300 足裏当て部
310 (足裏前側)振動子
311 振動子
320 (足裏後ろ側)振動子
321,323 足裏位置決め部
322 突起部
324 足形状の凹み部
335,336,337 振動子
350 バンド部
400 駆動部
410 モータ
420 ベルト
431,432 プーリ
450 回転シャフト
460,470 カム板
500 基台
510 ヒンジ
520 モータ
530 回転板
540 第1のリンク
550 第2のリンク
600 足裏当て部
610 第1の可動板
611,612,613 振動子
615 ヒンジ
620 第2の可動板
621,622 振動子
1, 2, 3
Claims (6)
前記基台に回動軸を介して軸支され、当該回動軸を中心として回動可能に取り付けられた足裏当て部とを備えた歩行訓練器において、
前記足裏当て部に振動子を備え、当該足裏当て部に接した使用者の足裏に当該振動子を介して振動を伝えることを特徴とする歩行訓練器。 The base,
In a walking training device provided with a sole support portion that is pivotally supported on the base via a rotation shaft and attached to be rotatable about the rotation shaft.
A walking training device comprising a vibrator in the sole contact portion and transmitting vibration to the sole of a user in contact with the sole support portion via the vibrator.
前記足裏当て部が上死点側に位置するときに足裏後ろ側の振動の状態が優位になり、前記足裏当て部が下死点側に位置するときに足裏前側の振動の状態が優位になることを特徴とする、請求項3に記載の歩行訓練器。 The vibrator is composed of a vibrator on the front side of the foot that hits the front side of the sole and a vibrator on the back side of the foot that hits the back side of the sole in a state where the sole of the user is in contact with the foot pad.
The state of vibration on the back side of the sole becomes dominant when the sole part is located on the top dead center side, and the state of vibration on the front side of the sole when the sole part is located on the bottom dead center side The gait training device according to claim 3, wherein
前記駆動手段を介して前記第1可動部と第2可動部が協働して前記足裏当て部に接した足を底屈又は背屈させながら足指を足の甲側に曲げ延ばすと共に、
前記各可動部に振動子を備え、足裏当て部の揺動に合わせて当該各振動子の振動の状態が変化するようになったことを特徴とする、請求項1乃至請求項5の何れかに記載の歩行訓練器。
The foot sole part is composed of a first movable part and a second movable part movably coupled to the first movable part,
While the first movable part and the second movable part cooperate with each other via the driving means, the toes are bent and extended to the back side of the foot while causing the foot in contact with the sole support part to bend or bend, and
The vibrator according to any one of claims 1 to 5, wherein each movable part is provided with a vibrator, and the vibration state of each vibrator changes in accordance with the swing of the foot support part. The gait training device described in Crab.
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2006
- 2006-03-31 JP JP2006100072A patent/JP2007268140A/en active Pending
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