JP2009142554A - 運動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脊椎の矯正だけでなく、脊椎の矯正を通じた間接的な幅広い身体の機能の向上及び体幹の筋肉トレーニングなどを通じた身体の機能の向上などの効果についても与え得るような、体幹への効果的な運動を付与可能な運動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】使用者の上肢を体幹に対して前後方向に移動せしめて体幹に運動を付与する運動装置である。かかる運動装置は、使用者によりその体幹側部にて把持される一対の取っ手を有する。取っ手は、使用者が胸郭を開いた状態で把持する前方位置から胸郭をより開いた状態とする後方位置との間で上肢の左右を使用者の体幹側部に沿ってそれぞれ移動せしめるように往復動する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、使用者の体幹に運動を付与する運動装置に関し、特に使用者の上肢の運動を介してその体幹に運動を付与する運動装置に関する。

使用者の体幹に運動を付与することのできる運動装置が知られている。

例えば、特許文献１に開示の足踏み運動装置では、使用者がサドルに腰掛けた状態でクランクハンドルを把持してペダルを踏むことで脚部の筋力トレーニングとストレッチングの両機能を与えている。該運動装置では、使用者の上肢はクランクハンドルによって体幹に対して前後方向に移動せしめられるが、脚部の運動に合わせて屈伸運動を繰り返すのみであって、上肢の運動を介して体幹に運動を付与しようとするものではない。

一方、上肢の運動を介して体幹への運動を付与する装置も知られている。

例えば、特許文献２では、使用者の上肢を肩部から側方に向けて水平に延ばして、この状態で肘部だけを屈曲させて、該肘部を体幹の前後に繰り返し往復動せしめて体幹に運動を付与する脊椎矯正装置を開示している。該装置では使用者の脊椎を背面から押圧してこれを拘束し、脊椎と肘部とを相対的に前後運動せしめるのである。かかる脊椎を拘束した胸郭を開く拡張運動によれば、体幹に運動を付与することができて脊椎の矯正が出来る。
特開平７−３０８４０５号公報 特開２００２−３２５７８３号公報

胸郭を開く拡張運動によって体幹に運動を付与して脊椎の矯正を行い得ることが知られている。また、かかる運動によって胸部の筋肉トレーニングなどを行い得ることも知られている。

ところで、特許文献２に開示の脊椎矯正装置の如く、脊椎を拘束した状態における胸郭の拡張運動では脊椎の矯正は出来るものの、拘束された脊椎等への過大な負荷により、該装置の長時間の使用は困難である。つまり、一定の継続運動を与えて得られるような脊椎の矯正を通じた間接的な幅広い身体の機能の向上及び体幹の筋肉トレーニングなどを通じた身体の機能の向上などの効果を得ることは困難なのである。

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、脊椎の矯正だけでなく、脊椎の矯正を通じた間接的な幅広い身体の機能の向上及び体幹の筋肉トレーニングなどを通じた身体の機能の向上などの効果についても与え得るような、体幹への効果的な運動を付与可能な運動装置を提供することにある。

本発明による運動装置は、使用者の上肢を体幹に対して前後方向に移動せしめて該体幹に運動を付与する運動装置であって、前記使用者によりその体幹側部にて把持される一対の取っ手を有し、前記取っ手は前記使用者が胸郭を開いた状態で把持する前方位置から前記胸郭をより開いた状態とする後方位置との間で前記上肢の左右を前記体幹側部に沿ってそれぞれ移動せしめるように往復動することを特徴とする。

本発明によれば、使用者の上肢の左右を体幹側部に沿ってそれぞれ移動せしめるように往復動させて、胸郭を開いた状態からより開いた状態との間で体幹に運動を付与できるのである。これにより使用者の脊椎等に過大な負担をかけることなく体幹への効果的な運動を付与できるのである。すなわち、脊椎の矯正だけでなく、脊椎の矯正を通じた間接的な幅広い身体の機能の向上及び体幹の筋肉トレーニングなどを通じた身体の機能の向上などの効果についても与え得るような、体幹への効果的な運動を付与できるのである。

本発明の実施例としての運動装置は、使用者の上肢を体幹に対して前後方向に移動せしめて該体幹に運動を付与する運動装置である。該運動装置は、使用者によりその体幹側部にて把持される一対の取っ手を有する。すなわち、使用者の位置を想定すると、一対の取っ手はこの使用者を挟んだ両側に位置するように配置されるのである。取っ手は、使用者が胸郭を開いた状態で把持する前方位置から胸郭をより開いた状態とする後方位置との間で上肢の左右を使用者の体幹側部に沿ってそれぞれ移動せしめるように往復動するのである。

該装置の使用者は、立位若しくは座位にあることが好ましい。かかる姿勢において、上腕を肩幅で体幹に沿って降ろしてこれを後方に反らすと、肘関節が体幹の後方に位置して胸郭を開いた状態となるのである。この状態で前腕を水平になるように前方へ運ぶと腰部近傍かつ胸郭の前方に手（掌）が位置する。取っ手はかかる手の位置に配置されるように高さ及び幅の各調整機能によって調整されて使用者は取っ手を把持できるのである。かかる取っ手の位置を前方位置とする。

また、前方位置から使用者に接近する方向に向けて取っ手が移動すると、使用者の前腕は水平をほぼ保ったまま体幹方向に移動、すなわち肘関節を後方に水平移動せしめられるのである。このとき上腕の肩関節がほとんど回転しないまま後方に向けて押し込まれるので、胸郭をより開くことができるのである。かかる取っ手の位置を後方位置とする。

前方位置と後方位置との間で往復動する取っ手を有する上記した運動装置によれば、使用者に胸を左右に張って胸郭を開いた状態と、より胸を左右に張ってより胸郭を開いた状態と、を繰り返し与え、体幹に運動を付与して脊椎の矯正が可能となるのである。また使用者へ過大な負担をかけることなく、例えば、上腕を肩幅で体幹に沿って下ろして運動を行う故に肩関節に過大な負担をかけることなく、体幹への効果的な運動を付与できるのである。つまり、脊椎の矯正を通じた間接的な幅広い身体の機能の向上及び体幹の筋肉トレーニングなどを通じた身体の機能の向上などの効果についても与え得る、体幹への効果的な運動を付与可能なのである。

なお、人体は立位または座位のように、脊椎に頭部から重力による下向きの力が与えられているときにあっては、腰部を支点として脊椎全体に亘って上下前後のバランスをはかろうとする自己調整機能が働くのである。かかる状態では、使用者へ過大な負荷をかけることなく、より体幹へ効果的な運動を付与できるのである。特に脊椎の特定部位への矯正効果を高めることが可能であって、脊椎の矯正を通じた間接的な幅広い身体の機能の向上をはかり得るのである。

前方位置と後方位置との取っ手の往復動の幅は使用者の胸郭の厚さ以内となるように調整される。取っ手の往復動の幅が大きくなると胸郭の開きが大きくなりすぎて、使用者の体幹に過大な負荷を与えるとともに、運動に対する体幹各部の耐性が生じてしまって、連続運動の効果を減じ得てしまうのである。

また、取っ手は使用者の体幹から側方に向けて伸びることで、取っ手を把持する使用者は肘関節の向きを掌を上に向けた回外位若しくは掌を下に向けた回内位とするのである。かかる構成により、使用者の胸郭の開きを安定させられるのである。

ここで１つの態様において、一対の取っ手は左右同位相で往復動するように駆動される。使用者の胸郭を左右同時に均等に開くことで体幹への安定且つ効果的な運動を付与できるのである。

また、一対の取っ手は左右逆位相で往復動するようにリンク機構などによって接続されて駆動されてもよい。かかる運動によっても体幹へ効果的な運動を付与できるのである。

以上、本発明は、使用者の体幹の構造に基づいて体幹への効果的な運動を付与するための運動装置であるから、使用者を想定して運動装置の各部の寸法や動き等の設計値を定めるものである。よって本運動装置の各部の設計値（形状、寸法等）は、想定される使用者において達成されるべき各機能を有する限り、実施例の値等に拘束されるものではない。

次に本発明による第１の実施例である運動装置について、図１乃至図４を参照しつつ詳細に説明する。

図１に示すように、運動装置１は略直方体の筐体２を備える。なお、後述するように、運動装置１の使用者の対向すべき面Ａを該使用者が見たときにおいて、左下角部を原点に右方向をＸ軸＋Ｘ方向、上方向をＹ軸＋Ｙ方向、奥方向をＺ軸＋Ｚ方向と呼ぶことにする。これに従うと、筐体２は、Ｘ軸方向に沿って伸びる略矩形の開口部３を有する。開口部３には、Ｘ方向に互いに離間した一対のピストン４ａ及び４ｂが面Ａに対して略垂直となるように貫挿されている。なお、一対のピストン４ａ及び４ｂのＸ方向の間隔は図示しない調整装置によって調整可能である。

一対のピストン４ａ及び４ｂの筐体２からの突出端部には、一対の把持部５ａ及び５ｂが設けられている。把持部５ａは、−Ｘ方向に伸びる取っ手５ａ１と、＋Ｙ方向に伸びる取っ手５ａ２とからなる。同様に把持部５ｂは、＋Ｘ方向に伸びる取っ手５ｂ１と＋Ｙ方向に伸びる取っ手５ｂ２とからなる。すなわち、取っ手５ａ１及び５ａ２、５ｂ１及び５ｂ２はそれぞれ略Ｌ字型を形成している。後述するように、運動装置１の使用者が取っ手５ａ１及び５ｂ１を握ると、肘関節は回外位又は回内位に、一方、取っ手５ａ２及び５ｂ２を握ると、肘関節は中立位になるのである。なお、把持部５ａ及び５ｂは、例えば、ピストン４ａ及び４ｂの筐体２からの突出端部において、Ｘ−Ｙ面内で回動自在に設けられた棒状の取っ手であって、所定回転位置で固定されるものであってもよい。

図２に示すように、ピストン４ａ（４ｂ）は筐体２に固定されたシリンダ６ａ（６ｂ）の内部に摺動自在に貫挿されており、Ｚ軸に沿って平行移動自在である。ここで、ピストン４ａ（４ｂ）をＺ軸と平行に移動せしめるためには、公知の各種動力駆動機構を用いて行うことができる。

例えば、ピストン４ａ（４ｂ）の後方端部には連接棒７ａ（７ｂ）の前方端部がそれぞれ回動自在に枢着しており、リンクを形成している。さらに連接棒７ａ（７ｂ）の後方端部は、円板形のクランク板８ａ（８ｂ）の片面に植設されたピン９ａ（９ｂ）に回動自在に枢着している。

図３を併せて参照すると、２枚のクランク板８ａ及び８ｂは、Ｘ軸に平行な回転シャフト１４によって連結されており、回転軸Ｒの周囲において回転シャフト１４とともに一緒に回動自在である。クランク板８ａの外側面に植設されたピン９ａは、回転軸Ｒからの半径方向距離をそれぞれ異にするピン９ａ１、９ａ２、９ａ３…からなる。またクランク板８ｂの外側面には、クランク板８ａのピン９ａに対応した位置にピン９ｂが植設されている。すなわち、ピン９ａ１から回転軸Ｒと平行に伸ばした直線上にピン９ｂ１が植設され、同様に、ピン９ａ２に対して９ｂ２、ピン９ａ３に対して９ｂ３…が植設されている。更に、クランク板８ｂには、ピン９ｂ１、９ｂ２、９ｂ３…と回転軸Ｒを挟んだ対称位置にピン９ｂ１’、９ｂ２’、９ｂ３’…が植設されている。

連接棒７ａ（７ｂ）はピン９ａ１（９ｂ１）、９ａ２（９ｂ２）、９ａ３（９ｂ３）…のうちのいずれか１つと連接されて、ピストン４ａ及び４ｂの往復運動のストロークを個別に調整できるのである。すなわち、中心軸Ｒからの半径方向距離の大なるピン９ａ１に連接棒７ａを連接すると、中心軸Ｒからの半径方向距離の小なる９ａ３に連接棒７ａを連接したときよりも、ピストン４ａの往復運動のストロークが大となるのである。ここで、ピストン４ａ（４ｂ）の往復運動のストロークは、使用者Ｐの胸郭の厚さ程度、例えば８ｃｍ以下、好ましくは数ｃｍとすることで使用者Ｐへ過大な負荷を与えないのである。

また、後述するように、連接棒７ａをクランク板８ａのピン９ａ１、９ａ２、９ａ３…に連接するとともに、連接棒７ｂをクランク板８ｂのピン９ａに対応した位置にあるピン９ｂ１’、９ｂ２’、９ｂ３’…に連接すると、ピストン４ａ及び４ｂの往復運動は逆位相とできるのである。

クランク板８ａ（８ｂ）は、回転シャフト１４を介して、ギア、プーリー、歯付きベルト等を使用した減速機の如きを含む動力伝達部１０に連結している。さらに動力伝達部１０はモーターなどを含む駆動部１１に連結している。すなわち、駆動部１１による駆動力は、動力伝達部１０、クランク板８ａ（８ｂ）を介して、把持部５ａ（５ｂ）に伝達するのである。

制御部１３は、駆動部１１を介してクランク板８ａ（８ｂ）の回転数を制御する。すなわち、ピストン４ａ（４ｂ）の往復運動は可変であり、後述するように、その往復運動の振動数は好ましくは２乃至２２Ｈｚである。

図４に示すように、運動装置１は、ピストン４ａ及び４ｂが地面に対して水平に伸張するようにしてステージ１５上に固定されて使用される。ステージ１５は、台座１８に対して支柱１６を上下動可能とする高さ調整機構１７を有し、支柱の上方端部に運動装置１が固定される。つまり、運動装置１は高さ調整機構１７によって使用者Ｐの身長や体格に応じた高さに移動可能なのである。なお、高さ調整機構１７は、支柱１６に沿って設けられたラックギアとウォームギアなどからなり、図示しない動力部を備えて電動で調整可能としてもよい。

次に、上記装置の動作について、図１乃至図４を用いて詳細に説明する。

まず、連接棒７ａ及び７ｂをクランク板８ａ及び８ｂのピン９ａ及び９ｂの所定の位置に連接して、ピストン４ａ及び４ｂのストローク及びこれらの位相を設定する。ピストン４ａ及び４ｂの運動を同位相にするために、連接棒７ａ及び７ｂをクランク板８ａ及び８ｂの上記した互いに対応する位置にあるピン９ａ１及び９ｂ１に連接したときについて説明する。

初期状態では、ピン９ａ１及び９ｂ１は筐体２の面Ａからもっとも離れた位置にある。すなわち、把持部５ａ及び５ｂが＋Ｚ方向の最大移動位置である前方位置に配置されるのである。

使用者Ｐは、運動装置１の面Ａに対向するようにして起立する。かかる姿勢において、上腕を肩幅で体幹に沿って降ろしてこれを後方に反らすと、肘関節が体幹の後方に位置して胸郭を開いて胸を張った状態となるのである。この状態で前腕を水平になるように前方へ運ぶと、腰部近傍かつ胸郭の前方に手（掌）が位置する。把持部５ａ（５ｂ）に備えられた取っ手５ａ１（５ｂ１）及び５ａ２（５ｂ２）は、使用者Ｐの手の位置にくるようにして、ステージ１５の高さ調整機構１７によって運動装置１の高さを調整する。また図示しない把持部間隔調整手段によって把持部５ａと５ｂとの間隔を調整する。

更に、運動装置１と使用者Ｐとの距離は、使用者Ｐが自らの立ち位置を調整することによって調整可能である。上記した使用者Ｐの姿勢において、取っ手５ａ１（５ｂ１）及び５ａ２（５ｂ２）を把持するためには、一般に、使用者の体幹と取っ手５ａ１（５ｂ１）及び５ａ２（５ｂ２）の距離は２０ｃｍ以下となる。なお、かかる距離の調整のために足の大きさよりも若干大きい踏み台等を台座１８に与えて、踏み台上に使用者Ｐの立ち位置を指定するようにしても良い。この場合、把持部５ａ（５ｂ）が少なくとも後方位置にあるとき、これらは踏み台の鉛直上方にあって踏み台の鉛直上方の領域内に位置するのである。

さらに、使用者Ｐは、略水平に伸びる取っ手５ａ１及び５ｂ１を掌で握ると肘関節を回外位にできるため、胸郭がより拡張される。また、肘関節を回内位にして取っ手５ａ１及び５ｂ１を掌で握ると姿勢を安定させることもできる。一方、略垂直に伸びる取っ手５ａ２及び５ｂ２を掌で握ると肘関節を中間位にできて、手関節の負担を軽減できるのである。使用者Ｐは、状況に応じて、取っ手５ａ１、５ｂ１、５ａ２、５ｂ２の握り方を選択するのである。

上記したように使用者Ｐが自らの姿勢及び運動装置１の各部の位置を調整した後に、制御部１３の図示しないスイッチを操作すると、駆動部１１に電源１２より電力が供給されて、図示しないモーターが回動して動力伝達部１０の減速機のギア若しくはプーリー等を駆動させる。所定の回転数でクランク板８ａ及び８ｂが回転する。クランク板８ａ及び８ｂの回転運動は、連接棒７ａ及び７ｂを介して、ピストン４ａ及び４ｂの往復運動に変換される。

クランク板８ａ及び８ｂが半回転すると、ピン９ａ１及び９ｂ１は筐体２の面Ａにもっとも近接した位置に移動する。すなわち、把持部５ａ及び５ｂが−Ｚ方向の最大移動位置である後方位置に配置されるのである。

ここで使用者Ｐの前腕は把持部５ａ及び５ｂの前方位置から後方位置への運動とほぼ平行な向きにあるため、肘は捻転できず、前腕を後方に押圧されて胸郭をより開くのである。なお、使用者Ｐの肩や胸郭等に過大な負荷が生じそうになると、使用者Ｐの体幹は背面側へ押し返されるため、これを回避できる。

その後、クランク板８ａ及び８ｂがさらに半回転すると、ピン９ａ１及び９ｂ１が筐体２の面Ａからもっとも離れた位置に戻って、把持部５ａ及び５ｂが前方位置に配置されるのである。つまり、使用者Ｐは初期状態の胸郭を開いた状態に戻るのである。

把持部５ａ及び５ｂの前方位置と後方位置との間の往復運動は、使用者Ｐの左右の上肢を介して、胸郭を開いた姿勢と胸郭をより開いた姿勢の繰り返し運動を与えるのである。

かかる上肢を介して胸郭に与える２から２２Ｈｚの好ましい範囲内の「振動」運動は、体幹内部の脊椎に刺激を付与し、脊椎の曲がりやズレなどを矯正できるのである。特に第１２胸椎と第１腰椎とに対して適度な刺激と運動とを与えて、脊椎の矯正及び使用者Ｐの姿勢の矯正を与えるのである。また、適度な運動を使用者Ｐの体幹に与えて、筋力増強やシェイプアップ効果を与えるのである。

次に、ピストン４ａ及び４ｂの運動を逆位相にするために、連接棒７ａ及び７ｂをクランク板８ａ及び８ｂの例えばピン９ａ１及び９ｂ１’に連接したときについて説明する。初期状態では、ピン９ａ１は筐体２の面Ａからもっとも離れた位置にあって、一方、ピン９ｂ１’は筐体２の面Ａにもっとも近接した位置にある。すなわち、把持部５ａは＋Ｚ方向の最大移動位置である前方位置に、把持部５ｂは−Ｚ方向の最大移動位置である後方位置に配置されるのである。

使用者Ｐは、運動装置１の面Ａに対向するようにして起立する。かかる姿勢において、上腕を肩幅で体幹に沿って降ろしてこれを後方に反らすと、肘関節が体幹の後方に位置して胸郭を開いた状態となるのである。この状態で前腕を水平になるように前方へ運ぶと、腰部近傍かつ胸郭の前方に手（掌）が位置する。上記したのと同様に、高さ調整及び把持部間隔調整を行う。把持部５ａに備えられた取っ手５ａ２の位置に使用者Ｐの手を移動させてこれを把持するのである。また、把持部５ｂに備えられた取っ手５ｂ２には使用者Ｐの反対側の手を移動させて、これを把持するのである。以下の動作は上記したピストン４ａ及び４ｂの運動を同位相とした場合とほぼ同じであるので詳述しない。

かかる場合であっても、把持部５ａ及び５ｂの前方位置と後方位置との間の逆位相の往復運動は、使用者Ｐの左右の上肢を介して、胸郭を開いた姿勢と胸郭をより開いた姿勢の繰り返し運動を与え、上記したのと同様の効果を与えるのである。

本実施例によれば、使用者の上肢の左右を体幹側部に沿ってそれぞれ移動せしめるように往復動させて、胸郭を開いた状態からより開いた状態との間で体幹に運動を付与できるのである。これにより使用者の脊椎等に過大な負担をかけることなく体幹への効果的な運動を付与できるのである。すなわち、脊椎の矯正だけでなく、脊椎の矯正を通じた間接的な幅広い身体の機能の向上及び体幹の筋肉トレーニングなどを通じた身体の機能の向上などの効果についても与え得るような、体幹への効果的な運動を付与できるのである。

なお、把持部５ａ及び５ｂは交互に往復運動させるようにしてもよい。すなわち、把持部５ａ及び５ｂが前方位置で停止した状態から、把持部５ａのみが、後方位置から前方位置に往復運動して停止する。続いて、把持部５ｂのみが、後方位置から前方位置に往復運動して停止するのである。

図５に示すように、本発明による第２の実施例である運動装置において、使用者Ｐはいす１９に座った座位で使用する。なお、運動装置１は、筐体２の内部等が実施例１と共通であるため、詳述しない。

図６に示すように、本発明による第３の実施例である運動装置において、実施例１の筐体２が卓上に設置できる脚部２０を備えていても良い。脚部２０には、＋Ｚ方向への移動を阻止するために机やテーブル等の縁にかけるフック２１が備えられる。この場合においても、脚部２０は高さ調整手段を備えると好適である。なお、運動装置１は、筐体２の内部等が実施例１と共通であるため、詳述しない。

本発明による運動装置の斜視図である。 本発明による運動装置の断面図である。 本発明による運動装置の腰部の斜視図である。 本発明による運動装置の側面図である。 本発明による運動装置の側面図である。 本発明による運動装置の側面図である。

符号の説明

１ 運動装置
２ 筐体
４ａ、４ｂ ピストン
５ａ、５ｂ 把持部
７ａ、７ｂ 連接棒
８ａ、８ｂ クランク板
１０ 動力伝達部
１１ 駆動部
１２ 電源
１３ 制御部
１５ ステージ
２０ 脚部

Claims (7)

1. 使用者の上肢を体幹に対して前後方向に移動せしめて該体幹に運動を付与する運動装置であって、
   前記使用者によりその体幹側部にて把持される一対の取っ手を有し、前記取っ手は前記使用者が胸郭を開いた状態で把持する前方位置から前記胸郭をより開いた状態とする後方位置との間で前記上肢の左右を前記体幹側部に沿ってそれぞれ移動せしめるように往復動することを特徴とする運動装置。
2. 前記前方位置は前記使用者の前記胸郭よりも前方にあることを特徴とする請求項１記載の運動装置。
3. 前記取っ手は前記使用者の腰部近傍の高さに調整せしめる高さ調整手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の運動装置。
4. 前記取っ手は前記使用者の体幹から側方に向けて伸びるように設けられることを特徴とする請求項１乃至３のうちの１つに記載の運動装置。
5. 前記往復動の幅が前記胸郭の厚さ以内となるように調整する幅調整手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちの１つに記載の運動装置。
6. 前記一対の取っ手は左右同位相で往復動することを特徴とする請求項１乃至５のうちの１つに記載の運動装置。
7. 前記一対の取っ手は左右逆位相で往復動することを特徴とする請求項１乃至５のうちの１つに記載の運動装置。