JP2008079834A - Rocking equipment for body stimulation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用者の身体を載置するための載置盤が揺動する身体刺激用振動装置に関する。 The present invention relates to a vibration device for body stimulation in which a mounting board for mounting a user's body swings.
従来から、高齢者の転倒予防、衰弱した筋肉のリハビリテーション、ダイエット等のために、使用者の身体に振動刺激を与えて使用者を受動的に運動させる身体刺激用振動装置が用いられている。(非特許文献1,2参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a vibration device for body stimulation that passively exercises a user by applying vibration stimulation to the user's body has been used to prevent the elderly from falling, rehabilitating weakened muscles, dieting, and the like. (See
このような身体刺激用振動装置は、略水平に配されている載置盤の中央部を、載置盤がシーソー運動可能に支持してあり、三相誘導モータの回転運動を、たとえばカムを用いて上下運動に変換して、変換された上下運動を、載置盤の左側部又は右側部に伝達する。このため、載置盤の支持位置を中心に、載置盤の左側部及び右側部が互いに逆方向に上下振動する。
そして、この載置盤の左右側部に両足を載せることによって、使用者は、全身又は身体の一部に振動刺激を受け、筋肉の収縮及び拡張が繰り返される。また、振動する載置盤の上に使用者が立ち続けることによって、使用者の足腰が鍛えられ、バランス感覚が向上する。
In such a vibration device for body stimulation, a central portion of the mounting board that is arranged substantially horizontally is supported so that the mounting board can perform seesaw motion, and the rotational motion of the three-phase induction motor, for example, a cam is supported. The vertical motion is converted into the vertical motion, and the converted vertical motion is transmitted to the left side or the right side of the mounting board. For this reason, the left side part and the right side part of the mounting board vibrate up and down in opposite directions around the support position of the mounting board.
Then, by placing both feet on the left and right sides of the mounting board, the user receives vibration stimulation on the whole body or a part of the body, and the contraction and expansion of the muscle are repeated. Moreover, when a user continues standing on the mounting board which vibrates, a user's leg is trained and a sense of balance improves.
従来の身体刺激用振動装置は、三相誘導モータを駆動するインバータを備え、5Hz〜30Hzの周波数で上下振動する。
従来の身体刺激用振動装置は、モータの出力を載置盤の左側部(又は右側部)に伝達する構成である。このため、モータの出力が直接的に与えられる載置盤の左側部(又は右側部)の上下振動と、モータの出力が直接的には与えられない載置盤の右側部(又は左側部)の上下振動とが、載置盤の支持位置を中心に非対称になることがある。即ち、載置盤の振動のバランスが悪くなり、左右の調和的な上下振動を実現することができない。
この問題を解決するために、載置盤の左側部及び右側部に個々に、互いに逆方向の上下運動を伝達することが考えられるが、載置盤の左側部及び右側部に与えるべき上下運動の大きさを等しくし、更に、上下運動を与えるタイミングを一致させることは困難である。
A conventional vibration device for body stimulation is configured to transmit the output of a motor to the left side (or right side) of the mounting board. For this reason, vertical vibration of the left side (or right side) of the mounting board to which the output of the motor is directly applied, and right side (or left side) of the mounting board to which the output of the motor is not directly applied. May be asymmetric with respect to the support position of the mounting board. That is, the balance of the vibration of the mounting board is deteriorated, and the left and right harmonic vertical vibrations cannot be realized.
In order to solve this problem, it is conceivable to transmit the vertical movements in opposite directions to the left side and right side of the mounting board, respectively, but the vertical movement to be given to the left side and right side of the mounting board. It is difficult to equalize the sizes of the signals and to match the timing of giving the vertical movement.
また、従来の身体刺激用振動装置は、三相誘導モータ及びインバータを用いて所要の周波数の回転運動を発生させるため、5Hz未満の周波数の上下振動を発生させることが困難である。
しかしながら、身体が非常に衰弱している使用者にとって、5Hz以上の周波数の上下振動は過剰な刺激となりがちであり、身体に負担が掛かる可能性がある。このため、更に低速の上下振動(例えば、人体の歩行の周波数である2Hz程度の上下振動)を身体に与える身体刺激用振動装置が求められている。
Moreover, since the conventional vibration device for body stimulation generates a rotational motion with a required frequency using a three-phase induction motor and an inverter, it is difficult to generate a vertical vibration with a frequency of less than 5 Hz.
However, for a user whose body is extremely debilitating, vertical vibration at a frequency of 5 Hz or more tends to be an excessive stimulus, which may put a burden on the body. For this reason, there is a need for a vibration device for body stimulation that gives the body a lower-speed vertical vibration (for example, a vertical vibration of about 2 Hz, which is the frequency of walking of the human body).
更にまた、従来の身体刺激用振動装置は、左右方向に長い矩形状の載置盤を備えるか、左足用及び右足用夫々の載置盤を個々に備えるため、例えば、両足を前後に開いて載置盤に載るような使い方が困難である。 Furthermore, since the conventional vibration device for body stimulation includes a rectangular mounting board that is long in the left-right direction, or has a mounting board for each of the left foot and the right foot, for example, open both legs back and forth. It is difficult to use on the mounting board.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、回動中心軸を中心として弧状に揺動する載置盤に、一側方向及び他側方向の交互の直線運動を伝達する構成とすることにより、載置盤の揺動のバランスを向上させて、載置盤の一側部と他側部との調和的な上下振動を実現することができる身体刺激用振動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its main purpose is to perform alternating linear motion in one side direction and the other side direction on a mounting board that swings in an arc shape around the rotation center axis. The vibration device for body stimulation that can improve the balance of the swinging of the mounting board and realize the harmonic vertical vibration between one side part and the other side part of the mounting board by adopting the transmission structure. Is to provide.
本発明の他の目的は、ブラシレスDCモータを用いる構成とすることにより、低速の上下振動を容易に得ることができる身体刺激用振動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a vibration device for body stimulation that can easily obtain low-speed vertical vibration by using a brushless DC motor.
本発明の他の目的は、円盤状の載置盤を用いる構成とすることにより、使用者が様々な体勢で載置盤に載ることができる身体刺激用振動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a vibration device for body stimulation that allows a user to be placed on the placement board in various postures by using a disk-like placement board.
本発明の更に他の目的は、載置盤の支持機構が、軸受けに支持されている回動軸部と連結部材とを用いてなり、伝達機構が、回転軸部とカムフォロアとカム溝とを用いてなることにより、簡易な構成の身体刺激用振動装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is that the support mechanism of the mounting board uses a rotating shaft portion supported by a bearing and a connecting member, and the transmission mechanism includes a rotating shaft portion, a cam follower, and a cam groove. By using it, it is providing the vibration apparatus for body stimulation of a simple structure.
第1発明に係る身体刺激用振動装置は、身体を載置するために略水平に配されている載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に上下振動するよう前記載置盤を揺動させる身体刺激用振動装置であって、前記載置盤が、前記載置盤の横方向中央位置に配されており、略水平で横方向に直交的な回動中心軸を中心として弧状に揺動することが可能であるように前記載置盤を支持する支持機構と、モータと、該モータが発生させる回転運動を、前記載置盤の横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動に変換して、前記載置盤に伝達する伝達機構とを備えることを特徴とする。 The vibration device for body stimulation according to the first aspect of the present invention is such that one side portion and the other side portion of the mounting board which are arranged substantially horizontally to place the body vibrate up and down in opposite directions. A vibration device for body stimulation that swings the mounting table, wherein the mounting table is disposed at a horizontal center position of the mounting table, and is a horizontal axis orthogonal to the horizontal direction. A support mechanism for supporting the mounting table so as to be able to swing in an arc around the center, a motor, and a rotational movement generated by the motor in one lateral direction of the mounting table and A transmission mechanism that converts the linear motion into alternate linear motion in the other direction and transmits the linear motion to the mounting table.
第2発明に係る身体刺激用振動装置は、前記モータは、ブラシレスDCモータを用いてなることを特徴とする。 The vibration device for body stimulation according to the second invention is characterized in that the motor is a brushless DC motor.
第3発明に係る身体刺激用振動装置は、前記載置盤は、円盤状であることを特徴とする。 In the vibration device for body stimulation according to the third aspect of the present invention, the mounting board is disk-shaped.
第4発明に係る身体刺激用振動装置は、前記支持機構は、前記載置盤の横方向中央位置に、軸長方向が横方向に直交的になるよう前記載置盤の下側に略水平に配されており、複数の軸受けによって回動可能に支持されている回動軸部と、該回動軸部及び前記載置盤を、該載置盤が前記回動軸部を中心として弧状に揺動することが可能であるように連結している連結部材とを有し、前記伝達機構は、前記回動軸部の下側に略平行に配され、前記回転運動が伝達されて回転する回転軸部と、該回転軸部の回転中心に対して所定量偏心させて前記回転軸部に取り付けられているカムフォロアと、該カムフォロアと係合しており、横方向の寸法が前記カムフォロアの寸法に対応し、上下方向に前記寸法よりも長くなるよう、前記連結部材の横方向中央部に形成されているカム溝とを有することを特徴とする。 In the vibration device for body stimulation according to the fourth aspect of the present invention, the support mechanism is substantially horizontal at the center position in the lateral direction of the mounting board and below the mounting board so that the axial length direction is orthogonal to the horizontal direction. A rotating shaft portion that is rotatably supported by a plurality of bearings, the rotating shaft portion and the mounting plate, and the mounting plate is arcuate around the rotating shaft portion. And a connecting member that is connected so as to be able to oscillate, and the transmission mechanism is arranged substantially parallel to the lower side of the rotating shaft portion, and the rotational motion is transmitted to rotate. A rotating shaft portion, a cam follower attached to the rotating shaft portion by being decentered by a predetermined amount with respect to the rotation center of the rotating shaft portion, and engaging with the cam follower, and a lateral dimension of the cam follower is The center of the connecting member in the horizontal direction so that it corresponds to the dimension and is longer than the dimension in the vertical direction And having a cam groove formed in.
第1発明にあっては、身体を載置するために略水平に配されている載置盤を、支持機構で支持することによって、載置盤を弧状に揺動(即ち振り子のように揺動)させる。ここで、載置盤は、載置盤の横方向中央位置に配されており、略水平で横方向に直交的な回動中心軸を中心として揺動する。
モータが発生させる回転運動は、伝達機構によって、載置盤の横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動に変換されて、載置盤に伝達される。
載置盤の一側方向の直線運動を伝達された載置盤は、回動中心軸を中心として一方向へ弧状に揺動し、このとき、一側部が上方(又は下方)へ移動し、他側部が下方(又は上方)へ移動する。次いで、載置盤の他側方向の直線運動を伝達された載置盤は、回動中心軸を中心として逆方向へ弧状に揺動し、このとき、一側部が下方(又は上方)へ移動し、他側部が上方(又は下方)へ移動する。
即ち、載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に上下振動する。
In the first invention, the placing board that is arranged substantially horizontally for placing the body is supported by the support mechanism, so that the placing board swings in an arc shape (that is, swings like a pendulum). Move). Here, the mounting board is disposed at a central position in the horizontal direction of the mounting board, and swings about a rotation center axis that is substantially horizontal and orthogonal to the horizontal direction.
The rotational motion generated by the motor is converted into alternating linear motion in one lateral direction and the other lateral direction of the mounting board by the transmission mechanism, and transmitted to the mounting board.
The placement board to which the linear motion in one side direction of the placement board is transmitted swings in an arc shape in one direction around the rotation center axis, and at this time, one side portion moves upward (or downward). The other side moves downward (or upward). Next, the mounting board to which the linear movement in the other side direction of the mounting board is transmitted swings in an arc shape in the reverse direction around the rotation center axis, and at this time, one side portion is downward (or upward). The other side moves upward (or downward).
That is, the horizontal side one side and the other side of the mounting board vibrate up and down in opposite directions.
第2発明にあっては、ブラシレスDCモータが発生させる回転運動が横方向の交互の直線運動に変換されて、載置盤に伝達され、回動中心軸を中心として載置盤が弧状に揺動することによって、載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に上下振動する。
ブラシレスDCモータは、5Hz未満の周波数の回転運動を容易に発生させる。また、ブラシレスDCモータの回転制御は容易であり、所望の周波数の回転運動が容易に得られる。
In the second aspect of the invention, the rotational motion generated by the brushless DC motor is converted into alternating linear motion in the lateral direction and transmitted to the mounting board, and the mounting board swings in an arc around the rotation center axis. By moving, the one side part and the other side part of the mounting board in the horizontal direction vibrate up and down in opposite directions.
Brushless DC motors easily generate rotational motion with a frequency of less than 5 Hz. Further, the rotation control of the brushless DC motor is easy, and a rotational motion with a desired frequency can be easily obtained.
第3発明にあっては、円盤状の載置盤に使用者が載る。この場合、使用者は、載置盤の上下振動を行なう横方向の一側部及び他側部に両足を載せるか、又は、例えば横方向に交差する方向の一側部及び他側部に両足を載せる。 In the third aspect of the invention, the user is placed on a disk-like mounting board. In this case, the user places both feet on one side portion and the other side portion in the horizontal direction where vertical vibration of the mounting board is performed, or both feet on one side portion and the other side portion in the direction intersecting the horizontal direction, for example. Put on.
第4発明にあっては、支持機構が有する回動軸部は、複数の軸受けによって回動可能に支持されている。この回動軸部は、載置盤の横方向中央位置に、軸長方向が横方向に直交的になるよう載置盤の下側に略水平に配されており、支持機構が有する連結部材は、回動軸部と載置盤とを、載置盤が回動軸部を中心として弧状に揺動することが可能であるように連結している。即ち、載置盤の回動中心軸は、回動軸部の回動中心軸に等しい。
伝達機構は、回転軸部と、カムフォロアと、カム溝とを有し、回転軸部は、支持機構が有する回動軸部の下側に略平行に配され、モータの回転運動が伝達されて回転する。
カムフォロアは、回転軸部の回転中心に対して所定量偏心させて回転軸部に取り付けられており、モータの回転運動が伝達された回転軸部の回転に伴い、偏心回転を行なう(即ち「振れる」)。
In the fourth aspect of the invention, the rotation shaft portion of the support mechanism is rotatably supported by the plurality of bearings. The rotating shaft portion is disposed substantially horizontally below the mounting board at the center position in the horizontal direction of the mounting board so that the axial length direction is orthogonal to the horizontal direction. The pivot shaft and the mounting board are coupled so that the mounting board can swing in an arc around the pivot shaft. That is, the rotation center axis of the mounting board is equal to the rotation center axis of the rotation shaft portion.
The transmission mechanism includes a rotation shaft portion, a cam follower, and a cam groove. The rotation shaft portion is disposed substantially parallel to the lower side of the rotation shaft portion of the support mechanism, and transmits the rotational motion of the motor. Rotate.
The cam follower is attached to the rotation shaft portion by being eccentric by a predetermined amount with respect to the rotation center of the rotation shaft portion, and performs eccentric rotation with the rotation of the rotation shaft portion to which the rotational motion of the motor is transmitted (that is, “sway” ").
カムフォロアとカム溝とは互いに係合しており、カム溝は、横方向の寸法がカムフォロアの寸法に対応し、上下方向の寸法がカムフォロアの寸法よりも長い。このため、カム溝の内部で偏心回転するカムフォロアは、カム溝の横方向の側面に当接して、この側面に対し横方向の運動(具体的には、横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動)を伝達するが、上下方向の運動は伝達しない。
このようなカム溝は連結部材の横方向中央部に形成されている。
このため、カムフォロアの偏心回転によって、横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動が連結部材に伝達され、連結部材を介して、この直線運動が載置盤に伝達される。しかも、載置盤に伝達される一側方向の直線運動と載置盤に伝達される他側方向の直線運動とは、夫々大きさが略等しい。
ここで、回動軸部は、複数の軸受けによって軸長方向にバランスよく支持することが可能であるため、回動軸部が軸長方向に不要に揺動することが抑制される。
The cam follower and the cam groove are engaged with each other, and the cam groove has a lateral dimension corresponding to the dimension of the cam follower and a vertical dimension longer than the dimension of the cam follower. For this reason, the cam follower that rotates eccentrically inside the cam groove abuts on the lateral side surface of the cam groove and moves laterally with respect to this side surface (specifically, one lateral direction and the other lateral direction). (Alternate linear motion), but not vertical motion.
Such a cam groove is formed in the laterally central portion of the connecting member.
For this reason, by the eccentric rotation of the cam follower, alternating linear motion in one lateral direction and the other lateral direction is transmitted to the connecting member, and this linear motion is transmitted to the mounting board via the connecting member. In addition, the linear motion in one direction transmitted to the mounting board and the linear motion in the other direction transmitted to the mounting board are approximately equal in magnitude.
Here, since the rotation shaft portion can be supported in a balanced manner in the axial length direction by a plurality of bearings, the rotation shaft portion is prevented from unnecessarily swinging in the axial length direction.
以上のことから、載置盤の一側方向の直線運動を伝達された載置盤は、回転軸部を中心として一方向へ弧状に揺動し、このとき、一側部が上方(又は下方)へ移動し、他側部が、一側部の移動量と略同じ移動量だけ下方(又は上方)へ移動する。次いで、載置盤の他側方向の直線運動を伝達された載置盤は、回転軸部を中心として逆方向へ弧状に揺動し、このとき、一側部が下方(又は上方)へ移動し、他側部が、一側部の移動量と略同じ移動量だけ上方(又は下方)へ移動する。
即ち、載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に調和的に上下振動する。
From the above, the mounting board to which the linear motion in one side direction of the mounting board is transmitted swings in an arc in one direction around the rotating shaft part, and at this time, one side part is upward (or downward) ) And the other side portion moves downward (or upward) by a movement amount substantially the same as the movement amount of the one side portion. Next, the mounting board, to which the linear motion in the other direction of the mounting board is transmitted, swings in an arc in the reverse direction around the rotating shaft, and at this time, one side moves downward (or upward). Then, the other side portion moves upward (or downward) by a movement amount substantially the same as the movement amount of the one side portion.
That is, the horizontal side one side part and the other side part of the mounting board vibrate up and down harmoniously in opposite directions.
第1発明の身体刺激用振動装置による場合、回動中心軸を中心として弧状に揺動する載置盤に、一側方向及び他側方向の交互の直線運動を伝達するため、載置盤の一側部の上下振動と他側部の上下振動とが、互いに逆方向で略等量の上下振動になる。即ち、載置盤の揺動のバランスを向上させて、載置盤の一側部と他側部との調和的な上下振動を実現することができる。
この結果、例えば使用者の身体の左右に調和的な振動刺激を与えて、左右略均等に、筋肉を伸縮させ、使用者の足腰を鍛え、バランス感覚を向上させることができる。
また、例えば載置盤の横方向の一側部及び他側部夫々に、互いに逆方向の上下運動を伝達する必要がなく、載置盤の左側部及び右側部に与えるべき上下運動の大きさを等しくし、更に、上下運動を与えるタイミングを一致させる必要がないため、身体刺激用振動装置を簡易に構成することができる。
In the case of the vibration device for body stimulation according to the first aspect of the invention, in order to transmit the alternating linear motion in one side direction and the other side direction to the mounting board that swings in an arc shape around the rotation center axis, The vertical vibration of one side and the vertical vibration of the other side are substantially equal amounts of vertical vibration in opposite directions. That is, it is possible to improve the balance of the swing of the mounting board and realize a harmonic vertical vibration between the one side part and the other side part of the mounting board.
As a result, for example, harmonic vibration stimulation can be applied to the left and right sides of the user's body, the muscles can be stretched and contracted, the user's legs and hips can be trained, and the sense of balance can be improved.
Also, for example, there is no need to transmit vertical movements in opposite directions to one side and the other side of the mounting board, and the magnitude of the vertical movement to be given to the left side and right side of the mounting board. And further, it is not necessary to match the timing for applying the vertical motion, so that the vibration device for body stimulation can be configured easily.
第2発明の身体刺激用振動装置による場合、ブラシレスDCモータを用いて低周波数の回転運動を発生させ、この回転運動を利用して低速の上下振動を発生させることができるため、例えば人体の歩行の周波数である2Hz程度の上下振動を使用者に与えることができる。この結果、身体が非常に衰弱している使用者に対しても身体に負担を掛けることなく適度な刺激を与えることができる。
また、ブラシレスDCモータは、機械的及び電気的なノイズが発生しないため、身体刺激用振動装置の他部(例えば制御部)に対する悪影響を抑制することができる。
In the case of the vibration device for body stimulation according to the second aspect of the invention, a low-frequency rotary motion can be generated using a brushless DC motor, and a low-speed vertical vibration can be generated using this rotary motion. The user can be given up-and-down vibration of about 2 Hz, which is the frequency of. As a result, it is possible to give an appropriate stimulus to a user whose body is extremely debilitating without imposing a burden on the body.
Further, since the brushless DC motor does not generate mechanical and electrical noise, it can suppress adverse effects on other parts (for example, a control part) of the vibration device for body stimulation.
第3発明の身体刺激用振動装置による場合、使用者が様々な体勢で載置盤に載ることができるため、使用者の身体に、様々な振動刺激を与えることができる。即ち、身体刺激用振動装置を柔軟に使用することができる。 In the case of the vibration device for body stimulation according to the third aspect of the invention, since the user can be placed on the mounting board in various postures, various vibration stimulations can be given to the user's body. That is, the vibration device for body stimulation can be used flexibly.
第4発明の身体刺激用振動装置による場合、軸受けに支持されている回動軸部、連結部材、回転軸部、カムフォロア、カム溝等を用いて、載置盤を支持する支持機構及び載置盤に所要の運動を伝達する伝達機構を簡易に構成することが出きる。このため、身体刺激用振動装置を低コストで製造することができ、また、簡易な構成の身体刺激用振動装置は容易に保守管理することができる。 In the case of the vibration device for body stimulation according to the fourth aspect of the invention, the support mechanism and the mounting for supporting the mounting board using the rotating shaft portion, the connecting member, the rotating shaft portion, the cam follower, the cam groove, and the like supported by the bearing. It is possible to simply configure a transmission mechanism that transmits the required motion to the panel. For this reason, the vibration device for body stimulation can be manufactured at low cost, and the vibration device for body stimulation having a simple configuration can be easily maintained.
以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
図1は、本発明に係る身体刺激用振動装置1の外観を示す斜視図である。
また、図2は、身体刺激用振動装置1の構成を示す模式的な側面図である。
身体刺激用振動装置1は、屋内の略水平な床Gに設置される箱体状の装置本体11を備える。
装置本体11の水平方向の一側は平面視矩形状の箱体11aであり、他側は平面視六角形状の箱体11bであって、箱体11a及び箱体11bは一体に設けられており、箱体11aの厚さ(又は高さ)よりも箱体11bの厚さ(又は高さ)の方が大きい。
以下では、装置本体11の箱体11a及び箱体11b並置方向を前後方向又は縦方向といい、箱体11a側を手前側、箱体11b側を奥側という。また、前後方向(又は縦方向)に直交的な水平方向を左右方向又は横方向といい、鉛直方向を上下方向という。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a
FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of the
The body stimulating
One side of the
Below, the box body 11a and the
装置本体11の底部外面(以下、底面という)には、使用者が手押しで身体刺激用振動装置1を移動させるための複数のキャスター111,111,…が設けられている。また、装置本体11の底面には、身体刺激用振動装置1を床Gに設置するための複数の脚部112,112,…が設けられている。
身体刺激用振動装置1を移動させない場合、脚部112,112,…の高さ(脚部112,112,…の装置本体11の底面からの突出長さ)は、キャスター111,111,…の装置本体11の底面からの突出長さよりも大きく、身体刺激用振動装置1が安定して床Gに設置されるようにしてある。
A plurality of
When the
装置本体11の箱体11aの天面には、使用者の身体を載置するための円盤状の載置盤2が略水平に配されており、載置盤2の直径は、約500mmである。
また、装置本体11の箱体11b側の天面には、使用者が把持するためのパイプ状の手摺12が設けられている。手摺12は3本の脚部121,121,122を備え、これらの内、2本の脚部121,121は箱体11aの最奥部天面に立設してあり、1本の脚部122は箱体11bの最奥部天面に立設してあって、脚部121,122,121の先端をこの順に連結して平面視U字状の連結部123が横架されている。
連結部123上には、使用者が身体刺激用振動装置1を操作するために用いる操作ボックス15が設けられている。操作ボックス15は、表示画面151と、表示画面151上に積層されているタッチパネル152とを備える。
On the top surface of the box body 11a of the apparatus
Further, a pipe-shaped
On the connecting
装置本体11の箱体11bの内部には、モータドライバを内蔵しているブラシレスDCモータを用いてなるモータMが備えられている。モータMは、モータMの図示しない出力軸を一方向に回転させることによって、回転運動を発生させる。ブラシレスDCモータを用いてなるモータMは、高いトルクで低速回転することが可能であり、本実施の形態においては、回転運動の周波数を、モータMに印加された電圧の高低に応じて0.3Hz以上、30Hz以下の範囲で線形的に変更する。また、モータMは、略一定の電圧を印加されている間は、印加されている電圧に応じた略一定の周波数の回転運動を発生し続ける。
Inside the
このモータMの出力が載置盤2に与えられて載置盤2が揺動する。このために、装置本体11は、後述する支持機構3及び伝達機構4を内蔵している。
更に箱体11bの内部には、モータMと、身体刺激用振動装置1の制御装置としてのPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)13と、デジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換部としてのD/A基板14とが備えられている。
The output of the motor M is given to the mounting
Further, inside the
PLC13は、シーケンサ(登録商標)を用いてなる。PLC13は、中空である脚部122の内部に挿通されている配線を介して操作ボックス15と接続されており、また、箱体11b内の配線を介してD/A基板14と接続されている。D/A基板14は、モータMとも接続されており、PLC13とモータMとのインタフェースとして機能する。
このようなPLC13は、操作ボックス15を制御して、身体刺激用振動装置1の作動状況を示す画像、使用者に対する操作指示等を表示画面151に表示させ、使用者の操作を受け付けるソフトキーをタッチパネル152に設け、タッチパネル152に設けられたソフトキーが操作された場合、操作されたソフトキーに対応する動作を行なう。
The
Such a
使用者は、操作ボックス15を視認しながら操作することによって、身体刺激用振動装置1に対し、載置盤2の揺動時間の長さ(例えば10分間)、載置盤2の揺動の強さ(即ち揺動の周波数の高さ。換言すれば、後述する上下振動の速さ)等を設定する。
このような設定は、例えば使用者が所要の数値を入力する構成でもよく、予め定められている複数のコース(例えば揺動時間と揺動の強さとの組み合わせ)から1つを選択する構成でもよい。また、使用者は、操作ボックス15を用いて、揺動の開始命令、強制終了命令等を身体刺激用振動装置1に入力する。
The user operates while visually recognizing the
Such a setting may be, for example, a configuration in which a user inputs a required numerical value, or a configuration in which one is selected from a plurality of predetermined courses (for example, a combination of swing time and swing strength). Good. Further, the user uses the
PLC13は、内蔵する図示しないデータレジスタに、モータMが発生させる回転運動の周波数の変更パターンのデータを格納してあり、この変更パターンの組み合わせ、圧縮、伸張等を行なって、使用者が所望する揺動時間及び揺動の強さに応じて、この揺動時間における周波数の変更パターンのデータを生成し、生成したデータに従って、D/A基板14を介し、モータMに回転運動の周波数を変更させる周波数信号を出力する。
ここで、人体の皮膚感覚は、同一の刺激を20秒〜30秒以上与えられると、慣れによる飽きを感じる傾向にあるため、20秒〜30秒以内に周波数が変更されるように変更パターンのデータを生成することが望ましい。
The
Here, the human skin sensation tends to feel bored due to familiarity when the same stimulus is applied for 20 seconds to 30 seconds or more. Therefore, the change pattern is changed so that the frequency is changed within 20 seconds to 30 seconds. It is desirable to generate data.
PLC13が出力する周波数信号はデジタル信号であるが、このデジタル信号はD/A基板14によってアナログ信号に変換される。
D/A基板14を介してPLC13から周波数信号を与えられたモータMは、与えられた周波数信号に応じた周波数の回転運動を発生させる。
なお、使用者自身が操作ボックス15を介して、例えば周波数の変更パターンをPLC13にプログラミングすることが可能な構成でもよい。
The frequency signal output from the
The motor M to which the frequency signal is given from the
Note that a configuration in which the user can program a frequency change pattern in the
更に、モータMにはモータMの作動状況(例えば出力軸の回転数)を検出するセンサが取り付けられており、このセンサの検出結果に基づいて、PLC13は、載置盤2の現時点の揺動の強さを操作ボックス15の表示画面151に表示する。このため、表示画面151では、使用者が設定した揺動の強さ(プログラミング上の揺動の強さ)ではなく、載置盤2の実際の揺動の強さに応じた表示がなされる。また、表示場面151には、載置盤2の揺動時間の残り時間も表示される。
なお、PLC13ではなく、D/A基板14に実装されているMPU、メモリ等を用いてモータM、操作ボックス15等を制御する構成でもよいが、PLC13を用いる方が、安価なコストで高い演算能力を得て、多様な内容の制御を行なうことが可能である。
Furthermore, a sensor for detecting the operating state of the motor M (for example, the number of rotations of the output shaft) is attached to the motor M. Based on the detection result of this sensor, the
Note that the configuration may be such that the motor M, the
以下では、支持機構3及び伝達機構4について説明する。
図3、図4、及び図5は、夫々身体刺激用振動装置1の要部を示す正面図、平面図、及び側面図である。
身体刺激用振動装置1の装置本体11には、モータMの他に、支持機構3と伝達機構4とを内蔵している。また、装置本体11は、装置本体11の底部内面に、各正面視矩形状の2枚の内壁16,16が互いに略平行に対面して、前後方向に適長離隔して立設されている。
Below, the
3, 4, and 5 are a front view, a plan view, and a side view showing a main part of the
In addition to the motor M, the
支持機構3は、載置盤2が回動中心軸3a(図3)を中心として弧状に(図3中矢符方向に)揺動することが可能であるように載置盤2を支持する。この回動中心軸3aは回動軸部31の回動中心軸であり、載置盤2の横方向中央位置に、載置盤2から離隔して、略水平で縦方向に(即ち横方向に直交的に)配されている。
具体的には、支持機構3は、図3〜図5に示すように、回動軸部31と、回動軸部31を回動可能に支持している2個の軸受け32,32と、回動軸部31及び載置盤2を連結している連結部材33とを備える。
The
Specifically, as shown in FIGS. 3 to 5, the
軸受け32,32は、夫々ベアリングを用いてなり、2枚の内壁16,16の対向面に固定されている。
回動軸部31は、載置盤2の横方向中央位置に、軸長方向が縦方向に沿う(即ち横方向に直交的になる)よう載置盤2の下側に略水平に配されており、回動軸部31の両端が、軸受け32,32によって回動可能に支持されている。
このようにして回動軸部31は、両端部が軸受け32,32、延いては内壁16,16に支持されているため、回動軸部31が縦方向に不要に揺動することが抑制され、この揺動が載置盤2に伝達して載置盤2が縦方向に不要に揺動することが抑制される。
The
The
In this way, the
連結部材33は左右略対称の正面視転倒台形状の板状部材を用いてなる。連結部材33の上端部は、連結部材33の横方向中央位置と載置盤2の水平方向中央位置とが位置合わせされた状態で、載置盤2の底面に固定されている。
連結部材33の上部と上下方向中央部との間には、連結部材33を縦方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔に、回動軸部31の中央部が内嵌固定されている。ここで、回動中心軸3aの横方向の位置と載置盤2の横方向中央位置とは略一致するようにしてある。
このようにして連結部材33が回動軸部31及び載置盤2を連結することによって、載置盤2が回動軸部31を中心として弧状に揺動することが可能となる。
The connecting
A through hole is formed between the upper portion of the connecting
In this way, the connecting
一方、伝達機構4は、モータMが発生させる回転運動を、左方向及び右方向の交互の直線運動(即ち載置盤2の横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動)に変換して、載置盤2に伝達する。
具体的には、伝達機構4は、支持機構3の回動軸部31の真下側に略平行に配されている回転軸部41と、カムフォロア42と、カム溝43とを有する。
回転軸部41は、内壁16,16の間に立設されている支持壁17とモータM側の内壁16に夫々固定されている軸受け419,419によって回転可能に支持されている。
回転軸部41は、タイミングプーリ411,412,413,414と、タイミングベルト415,416と、ベアリングを用いてなる軸受け418によって回転可能に中央部を支持されており、軸長方向が縦方向に沿う伝達軸417とを介して、モータMが発生させる回転運動が伝達され、この回転運動の周波数の1/2の周波数で回転する。
On the other hand, the
Specifically, the
The
The
回転軸部41のモータM側の端部には、タイミングプーリ411が同軸に取り付けられている。タイミングプーリ411とタイミングプーリ412との間にはタイミングベルト415が懸架されており、タイミングプーリ412とタイミングプーリ413とは、伝達軸417の両端に夫々同軸に取り付けられている。また、タイミングプーリ413とタイミングプーリ414との間にはタイミングベルト416が懸架されており、タイミングプーリ414は、モータMの出力軸に同軸に取り付けられている。
タイミングプーリ411,412,414のプーリ比は1:1であり、タイミングプーリ413とタイミングプーリ414とのプーリ比は2:1である。
A timing
The pulley ratio of the timing pulleys 411, 412 and 414 is 1: 1, and the pulley ratio between the timing
モータMが発生させた回転運動は、モータMの出力軸から直接的にタイミングプーリ414に伝達され、タイミングプーリ414からタイミングベルト416を介してタイミングプーリ413に伝達されることによって、周波数が1/2に減少し、トルクが2倍となる。タイミングプーリ413に伝達された回転運動は、伝達軸417を介してタイミングプーリ412に伝達され、更に、タイミングプーリ412からタイミングベルト415及びタイミングプーリ411を介して、回転軸部41に伝達される。
回転軸部41のモータM側の逆側の端部には、有底円筒状のカムフォロア42が、カムフォロア42の中心軸を、回転軸部41の回転中心軸に対して所定量(具体的には1mm)偏心させて回転軸部41に取り付けられている。この場合、回転軸部41の外面及びカムフォロア42の内面夫々に所要のネジを形成して螺嵌させることによって、回転軸部41にカムフォロア42を偏心固定させている。
このようなカムフォロア42は、カム溝43に内嵌して係合している。
The rotational motion generated by the motor M is directly transmitted to the timing
At the end of the
Such a
カム溝43は、横方向の寸法がカムフォロア42の外径に対応し、上下方向にカムフォロア42の外径よりも長くなるよう、支持機構3の連結部材33に形成されている貫通孔である。連結部材33におけるカム溝43の形成位置は、連結部材33の上下方向中央部から下部にわたって、連結部材33の横方向中央部に形成されている。ここで、回転軸部41の回転中心軸の横方向の位置と、回動軸部31の回動中心軸3aの横方向の位置と、カム溝43の横方向中心位置とは略一致するようにしてある。
The
このように構成された伝達機構4においては、モータMの回転運動が伝達された回転軸部41の回転に伴い、カムフォロア42の外周面がカム溝43の横方向の内周面に摺動しながらカムフォロア42が偏心回転する(即ち「振れる」)。
このとき、カムフォロア42からカム溝43の横方向の内周面へ、延いてはカム溝43が形成されている連結部材33へ、左方向及び右方向の交互の直線運動が伝達され、更に、連結部材33から載置盤2へ、右方向及び左方向の交互の直線運動が伝達される。
ただし、カムフォロア42からカム溝43が形成されている連結部材33へは、上下方向の運動は伝達されない。
In the
At this time, alternate linear motions in the left and right directions are transmitted from the
However, the vertical motion is not transmitted from the
図6及び図7は、身体刺激用振動装置1の動作を説明する正面図であり、載置盤2の揺動を説明している。以下では、回転軸部41が右回転する場合を例示している。
図6(a)には、回転軸部41の回転中心軸41aとカムフォロア42の回転中心軸42aとが、回転中心軸42aを下側にして上下方向に配されている場合が示されている。この場合、カムフォロア42の回転中心軸41aから最も遠い一側部(以下、伝達部42bという)が下側に向き、伝達部42bとカム溝43の内周面とは接触していない。
このため、カムフォロア42から連結部材33へは、横方向の直線運動が伝達されず、連結部材33は中立位置に保持される。この結果、載置盤2は水平に保たれる。
6 and 7 are front views for explaining the operation of the
FIG. 6A shows a case where the rotation center axis 41a of the
For this reason, the horizontal linear motion is not transmitted from the
回転軸部41の回転に伴って、図6(b)に示すように、回転軸部41の回転中心軸41aとカムフォロア42の回転中心軸42aとが、回転中心軸42aを左側にして左右方向に配される。この場合、カムフォロア42の伝達部42bが左側に向き、伝達部42bとカム溝43の左側の内周面とが、伝達部42bがカム溝43の左側の内周面を押すようにして接触する。
このため、カムフォロア42から連結部材33へ、左方向(図6(b)中白抜矢符方向)の直線運動が伝達され、連結部材33は回動軸部31を中心として右回転(図6(b)中矢符方向に回転)する。このため、載置盤2は回動軸部31を中心として右方向へ弧状に揺動し、このとき、載置盤2の左側部2Lが上方へ移動し、右側部2Rが、左側部2Lの移動量と同じ移動量だけ下方へ移動する。
As the
Therefore, a linear motion in the left direction (in the direction of the white arrow in FIG. 6B) is transmitted from the
更に回転軸部41の回転に伴って、図7(a)に示すように、回転軸部41の回転中心軸41aとカムフォロア42の回転中心軸42aとが、回転中心軸42aを上側にして上下方向に配される。この場合、カムフォロア42の伝達部42bが上側に向き、伝達部42bとカム溝43の内周面とは接触しない。
このため、カムフォロア42から連結部材33へは、横方向の直線運動が伝達されず、連結部材33は中立位置に保持される。この結果、載置盤2は水平に保たれる。
Further, along with the rotation of the
For this reason, the horizontal linear motion is not transmitted from the
回転軸部41の更なる回転に伴って、図7(b)に示すように、回転軸部41の回転中心軸41aとカムフォロア42の回転中心軸42aとが、回転中心軸42aを右側にして左右方向に配される。この場合、カムフォロア42の伝達部42bが右側に向き、伝達部42bとカム溝43の右側の内周面とが、伝達部42bがカム溝43の右側の内周面を押すようにして接触する。
このため、カムフォロア42から連結部材33へ、右方向(図7(b)中白抜矢符方向)の直線運動が伝達され、連結部材33は回動軸部31を中心として左回転(図7(b)中矢符方向に回転)する。このため、載置盤2は回動軸部31を中心として左方向へ弧状に揺動し、このとき、載置盤2の左側部2Lが下方へ移動し、右側部2Rが、左側部2Lの移動量と同じ移動量だけ上方へ移動する。このときの移動量は、図6(b)に示す載置盤2の右方向への揺動に係る移動量と等しい。
As the
Therefore, a linear motion in the right direction (in the direction of the white arrow in FIG. 7B) is transmitted from the
更に回転軸部41が回転すると、再び、図6(a)に示すように載置盤2が水平に保たれる。
以上のようにして、支持機構3及び伝達機構4は、載置盤2の左側部2L及び右側部2Rが互いに逆方向に、調和的に上下振動するよう載置盤2を揺動させる。換言すれば、載置盤2を、回動軸部31の回動中心軸3aを中心とする振り子となす。
When the
As described above, the
以上のような身体刺激用振動装置1を用いる場合、載置盤2は円盤状であるため、使用者は、例えば図1に示すように、載置盤2の左側部2L及び右側部2Rに、左足HL及び右足HRを載せて載置盤2上に立つ(横載りする)か、又は、載置盤2の前側部及び後側部に、左足HL及び右足HRを載せて載置盤2上に立つ(縦載りする)。
そうして使用者は、操作ボックス15を操作して身体刺激用振動装置1を作動させる。
載置盤2に立ち載りする場合は、使用者は、手摺12側に身体の正面を向けて両手で手摺12を握持してもよく、手摺12側に身体の側面を向けて片手で手摺12を握持してもよい。また、手摺12を握持しなくてもよい。
更に、使用者は、床Gに横臥した状態、又は床Gに設置した椅子に座った状態で、載置盤2に左足HL及び右足HRを載せてもよい。更にまた、使用者は、左足HL及び右足HRではなく、左手及び右手を載置盤2に載せてもよい。
When using the
Then, the user operates the
When standing on the mounting
Further, the user may place the left foot HL and the right foot HR on the
ところで、例えば載置盤2の左側部2L及び右側部2Lに左足HL及び右足HRを載せる使用者は、足幅を広げて載置盤2の外周部に載るか、又は、足幅を狭めて載置盤2の中心部に載る。ここで、外周部に近い位置に載る方が、中心部に近い位置に載るよりも、大きな振幅の振動が使用者の身体に与えられる。
以上のような載置盤2における使用者の立ち位置、身体の向き等に応じて、使用者の身体には、様々な振動刺激が与えられる。
By the way, for example, a user who places the left foot HL and the right foot HR on the
Various vibration stimuli are applied to the user's body in accordance with the user's standing position, body orientation, and the like on the mounting
このような身体刺激用振動装置1は、家庭、接骨院等に設置され、15Hz以下(例えば2Hz〜15Hzの範囲)の周波数で、最大振幅4.5mmで載置盤2を揺動させる。
載置盤2は、載置盤2自身が振り子のような動きをするため、揺動のバランスが向上されており、左側部2Lと右側部2Rとが調和的に上下振動する。
Such a body stimulating
Since the
載置盤2上の使用者の身体は、このような振動刺激を与えられることによって活性化される。具体的には、下肢、腹部、腰部等の筋肉が伸張と収縮とを繰り返して、使用者の身体が受動的な筋収縮運動を行ない、筋肉への血行が増し、このため、筋力及び筋肉の柔軟性が向上する。また、与えられる振動刺激に対して一定の姿勢を保持しようとすることによって、神経と筋肉との協調性が増進し、身体のバランス感覚が向上する。
The user's body on the mounting
更に、載置盤2は周波数が2Hz程度の低周波数で揺動することが可能であるため、使用者に、人間の歩行スピードに相当する低速の振動刺激を与えることが可能となる。このため、高速の振動刺激による使用者の心肺機能に対する過負荷が抑制される。更にまた、転倒し易い使用者であっても、安全に載置盤2に立ち載りすることが可能となる。
また、載置盤2の揺動の周波数を人体の共振周波数に略一致させることによって、使用者がリラックスする刺激を足腰に与えることが可能となる。
Furthermore, since the mounting
Further, by making the oscillation frequency of the mounting
以上の結果、身体刺激用振動装置1は、健常者、スポーツ選手等のダイエット、トレーニング等のみならず、筋肉弱者の筋肉トレーニング、歩行困難者の歩行訓練補助等にも適しており、高齢者の介護予防及び転倒予防効果、リラックス刺激によるマッサージ効果等も得られる。
また、モータMはブラシレスであるため長寿命であり、電気的、機械的なノイズを発生させないためPLC13、操作ボックス15等に悪影響を与えることもない。更に、支持機構3及び伝達機構4の構成は簡易であるため、メンテナンスも容易である。
As a result of the above, the
Further, since the motor M is brushless, it has a long service life and does not generate electrical and mechanical noises, and therefore does not adversely affect the
1 身体刺激用振動装置
2 載置盤
2L 左側部(一側部)
2R 右側部(他側部)
3 支持機構
3a 回動中心軸
31 回動軸部
32 軸受け
33 連結部材
4 伝達機構
41 回転軸部
42 カムフォロア
43 カム溝
M モータ(ブラシレスDCモータ)
HL 左足(身体)
HR 右足(身体)
DESCRIPTION OF
2R right side (other side)
DESCRIPTION OF
HL Left foot (body)
HR Right foot (body)
Claims (4)
前記載置盤が、前記載置盤の横方向中央位置に配されており、略水平で横方向に直交的な回動中心軸を中心として弧状に揺動することが可能であるように前記載置盤を支持する支持機構と、
モータと、
該モータが発生させる回転運動を、前記載置盤の横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動に変換して、前記載置盤に伝達する伝達機構と
を備えることを特徴とする身体刺激用振動装置。 A vibration device for body stimulation that swings the mounting board so that one side and the other side of the mounting board that are arranged substantially horizontally to place the body vibrate up and down in opposite directions. Because
The mounting table is arranged at the center position in the lateral direction of the mounting table, and can be swung in an arc shape around a rotation center axis that is substantially horizontal and orthogonal to the horizontal direction. A support mechanism for supporting the mounting table;
A motor,
A transmission mechanism that converts the rotational motion generated by the motor into alternating linear motions in one lateral direction and the other lateral direction of the mounting table, and transmits them to the mounting table. Vibration device for body stimulation.
前記載置盤の横方向中央位置に、軸長方向が横方向に直交的になるよう前記載置盤の下側に略水平に配されており、複数の軸受けによって回動可能に支持されている回動軸部と、
該回動軸部及び前記載置盤を、該載置盤が前記回動軸部を中心として弧状に揺動することが可能であるように連結している連結部材と
を有し、
前記伝達機構は、
前記回動軸部の下側に略平行に配され、前記回転運動が伝達されて回転する回転軸部と、
該回転軸部の回転中心に対して所定量偏心させて前記回転軸部に取り付けられているカムフォロアと、
該カムフォロアと係合しており、横方向の寸法が前記カムフォロアの寸法に対応し、上下方向に前記寸法よりも長くなるよう、前記連結部材の横方向中央部に形成されているカム溝と
を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の身体刺激用振動装置。 The support mechanism is
At the center position in the horizontal direction of the mounting table, it is arranged substantially horizontally below the mounting table so that the axial length direction is orthogonal to the horizontal direction, and is rotatably supported by a plurality of bearings. A rotating shaft portion,
A connecting member that connects the rotating shaft portion and the mounting plate so that the mounting plate can swing in an arc around the rotating shaft portion;
The transmission mechanism is
A rotating shaft portion that is arranged substantially parallel to the lower side of the rotating shaft portion and is rotated by transmitting the rotational motion;
A cam follower attached to the rotary shaft portion with a predetermined amount eccentric with respect to the rotation center of the rotary shaft portion;
A cam groove that is engaged with the cam follower and that is formed in a laterally central portion of the connecting member so that a lateral dimension thereof corresponds to the dimension of the cam follower and is longer than the dimension in the vertical direction. The vibration device for body stimulation according to claim 1, wherein the vibration device is for body stimulation.
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