JP2009153612A - 他動運動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脚部の筋力の異なる全ての使用者において良好な使用感を確保できる他動運動装置を提供する。
【解決手段】使用者Ｍがその両足で足置き部７を踏んだ状態で使用者Ｍの臀部を座面３０で支持するシート部３と、使用者Ｍの脚部に作用する自重を変化させるために駆動源を用いてシート部３の座面３０の傾き角度を所定の動作範囲で変位させるシート駆動部５０と、シート駆動部５０によるシート部３の座面３０の傾き角度の傾動範囲を設定変更可能にする傾動範囲設定部４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、他動運動装置に関するものである。

従来から、両足で足置き部を踏んだ使用者の臀部を座面に支持させるシート部と、シート部の座面の傾き角度を所定の動作範囲で変位させるシート駆動部とを有し、シート駆動部によるシート部の座面の傾き変位によって、使用者の臀部及び両足（両脚部）にかかる体重バランスを変化させて、使用者の脚部に作用する自重を変化させることで、脚部（特に大腿部）の筋群を緊張・弛緩させる他動運動装置が提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。この他動運動装置は、使用者の自重が脚部に作用されるものであって、比較的脚力の弱い使用者に好適な、無理のない脚部の筋力鍛練を施すようにできる筋肉鍛練装置である。

しかしながら、この他動運動装置は上記のように比較的脚力の弱い使用者に好適な装置であり、比較的脚力の強い使用者がこれを使用した場合には、脚部の筋肉にかかる負荷量はいまひとつであり、充分な筋力鍛練効果による良好な使用感を得ることは難しいものであった。すなわち、脚部の筋力の異なる全ての使用者においても、良好な使用感を得ることのできる他動運動装置の実現が、望まれている。
特開２００５−５８７３３号公報 特開２００７−８９６５０号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、脚部の筋力の異なる全ての使用者において良好な使用感を確保できる他動運動装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために請求項１に係る他動運動装置１にあっては、使用者Ｍがその両足で足置き部７を踏んだ状態で使用者Ｍの臀部を座面３０で支持するシート部３と、使用者Ｍの脚部に作用する自重を変化させるために駆動源を用いてシート部３の座面３０の傾き角度を所定の動作範囲で変位させるシート駆動部５０と、シート駆動部５０によるシート部３の座面３０の傾き角度の傾動範囲を設定変更可能にする傾動範囲設定部４０とを備えたことを特徴とする。

これによると、使用者Ｍの脚力に合わせて傾動範囲設定部４０によってシート駆動部５０によるシート部３の座面３０の傾き角度の傾動範囲を設定変更可能にできるから、脚部の筋力の異なる全ての使用者Ｍにおいて良好な使用感を確保できる。

また、傾動範囲設定部４０は、シート部本体３２に一端を回転自在に枢支してシート部本体３２の上面部に配置した座部支持部材５４とシート部本体３２との間に介装されて、駆動源にて座部支持部材５４とシート部本体３２とを近接離間させる接離機構部４１にて構成したことも好ましい。

これによると、傾動範囲設定部４０を構成する接離機構部４１が、座部３１を支持する座部支持部材５４を持ち上げてシート部本体３２に対する傾斜角度を設定変更させる機構とできたので、つまり接離機構部４１の駆動源としては座部３１に着座した使用者Ｍの自重がかかる座部支持部材５４を持ち上げる駆動出力を有すればよく、接離機構部４１ひいては傾動範囲設定部４０を比較的コンパクトにできる。

本発明にあっては、脚部の筋力の異なる全ての使用者において良好な使用感を確保できる、という利点を有する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本例の他動運動装置１は、図１，５に示すように、床などの定位置に置かれる基台２を有し、基台２の上には、使用者Ｍの臀部を支持するシート部３を上端部に備えたシート支持台４と、使用者Ｍが必要に応じて手で把持するハンドル６を上端部に備えたハンドルポスト５とが設けられる。基台２においてシート支持台４とハンドルポスト５との間の部位には、上面を足置き面７ａとする台状の足置き部７が設けられている。足置き部７は、使用者Ｍが足裏を足置き面７ａに載せることによって足位置を規制するものである。なお、ハンドルポスト５の上端部には、ハンドル６の中央部において操作表示装置８が設けられ、操作表示装置８において、後述のシート駆動部５０や昇降機構部２０や傾動範囲設定部４０の動作に関する指示操作、あるいは運動量の目安に関する表示などが行われる。

シート支持台４には、駆動源を用いてシート部３の座面３０の傾き角度を所定の動作範囲で変位させるシート駆動部５０と、シート部３を昇降させる昇降機構部２０と、シート駆動部５０によるシート部３の座面３０の傾き角度の傾動範囲を設定変更可能にする傾動範囲設定部４０とが設けられる。ここで、シート部３は、座面３０を構成する座部３１と、座部３１を支持してシート支持台４に載設させるシート部本体３２とで構成される。

シート支持台４は、図４のように、基台２に立設された中空の支柱部９を有し、支柱部９の内部に昇降機構部２０が収納されている。昇降機構部２０は、支柱部９に対して摺動可能に昇降する昇降ベース２１を有している。昇降ベース２１は、シート部３のシート部本体３２を載設する台座２１ａを備えると共にこの台座２１ａの下面から一対のガイド板２１ｂを垂設してあり、駆動モータ２３を備える昇降駆動部２２により昇降駆動される。昇降駆動部２２としては、昇降用モータ２３に加えて、基台２に固定される柱状の固定部材２４と、固定部材２４に螺合するボールねじを備えた可動部材２５とを備え、駆動モータ２３の回転を減速して可動部材２５を回転させることにより、可動部材２５を固定部材２４に対して進退させる構成を採用している。

この構成により、昇降ベース２１は、可動部材２５の上端部に取り付けられ、可動部材２５が固定部材２４に対して進退するのに伴って昇降するのであるが、ガイド板２１ｂの外側面に取り付けたローラ２１ｃを支柱部９の内側に設けたレール部９ａに転動させて案内させることで、昇降ベース２１が滑らかに昇降できるようにされている。なお、昇降ベース２１の台座２１ａには、昇降ベース２１の外部への露出を防止するための昇降カバー２７や、台座２１ａに載設したシート部本体３２の外部への露出を防止するための布状の柔軟材料で形成された機構部カバー３３が取付けられる。

シート駆動部５０は、昇降ベース２１の台座２１ａに対してシート部３を揺動させる機構であり、シート部本体３２に設けられている。詳しくは、シート駆動部５０は、図２，３にように、前後一対のフレーム板５３ａ，５３ｂと左右一対のフレーム側板５３ｃ，５３ｄとを結合した筒状のフレーム部５３を有する。このフレーム部５３はそのフレーム板５３ａ，５３ｂが台座２１ａの上面に立設した前後一対の軸支板５１ａ，５１ｂと軸部５２ａ，５２ｂで軸着される。前後の軸部５２ａ，５２ｂは同軸上に配置してあり、シート部３の左右方向（図４に矢印Ｎで示す方向）の揺動が可能になっている。

また、両フレーム側板５３ｃ，５３ｄには、左右方向の軸周りに回動する前リンク５５と後リンク５６との下端部が軸部５５ａ，５６ａで軸着されており、前リンク５５と後リンク５６との上端部は軸部５５ｂ，５６ｂで台板状の座部支持部材５４に軸着される。なお、図中５７は後リンク５６の上端部を軸着する軸受板であり、座部支持部材５４の後端に固定される。ここで、座部支持部材５４はシート部３の座部３１が取り付けられる部位であり、後リンク５６には傾動範囲設定部４０が設けられている。傾動範囲設定部４０については後に詳述する。

座部支持部材５４の前端部は軸部５５ａを中心とする円弧上を移動し、座部支持部材５４の後端部は軸部５６ａを中心とする円弧上を移動するように、座部支持部材５４の移動範囲が規制されている。ここで、後リンク５６と前リンク５５との長さは異なるようにするのが好ましく、これにより座部支持部材５４の前端部と後端部との回転半径が異なることによって、座部支持部材５４は前後に移動するのに伴って上面（ひいては座部３１の座面３０）の傾き角度を変化させることができる。

具体的には、図２の位置を前後方向の移動範囲の後端位置とすると、前方への移動に伴って座部支持部材５４の前端部が後端部に対して相対的に下降して上面の傾斜角度を大きくできる。逆に、前端位置から後方に移動するときには、座部支持部材５４の前端部が後端部に対して相対的に上昇して上面の傾斜角度を小さくできる。つまり、シート部３の前後方向（図４に矢印Ｘで示す方向）の移動が可能になる。図４には直線移動として示しているが、実際には前後方向の傾斜角度が変化するから、前後方向の直進移動と回転移動とを複合した変位になる。

台板２１ａに対して座部支持部材５４を揺動させるための、シート駆動部５０の駆動源である揺動用モータ６１は、両フレーム側板５３ｃ，５３ｄにより保持される。モータ６１の出力軸にはウォーム６２が結合される。フレーム側板５３ｃ，５３ｄには第１シャフト６３と第２シャフト６４とが支承されており、第１シャフト６３にはウォーム６２に噛合するウォームホイール６５が設けられる。第１シャフト６３にはギア６６も設けられ、ギア６６は第２シャフト６４に設けられたギア６７に噛合する。

第１シャフト６３の両端部には、第１シャフト６３とともに回転する偏心クランク６８がそれぞれ取り付けられる。各偏心クランク６８にはそれぞれアームリンク６９の一端部が軸着され、各アームリンク６９の他端部は前リンク５５の左右に突設された軸ピン５５ｃにそれぞれ軸着される。この構成により、揺動用モータ６１が回転し第１シャフト６３が回転することで、偏心クランク６８およびアームリンク６９によって前リンク５５が軸部５５ａの周りで前後方向に往復移動し、座部支持部材５４の前部が軸部５５ａの周りで前後方向（図４に矢印Ｘで示す方向）に揺動駆動される。また、後リンク５６が軸部５６ａの周りで回転するから、座部支持部材５４は前後方向の移動に伴ってその上面の傾斜角度を変化させることになる。

一方、第２シャフト６４の一端部には、偏心ピン６４ａが立設されており、偏心ピン６４ａには偏心ロッド７０の一端部が軸着される。偏心ロッド７０の他端部は、台座２１ａに取付けられた連結金具７１に揺動自在に連結されている。この構成により、揺動用モータ６１が回転し第１シャフト６３を介して第２シャフト６４が回転することで、ピン６４ａおよび偏心ロッド７０によって、偏心ピン６４ａの台座２１ａに対する高さ位置が変化し、結果的に座部支持部材５４が軸部５２ａ，５２ｂの周りで左右（図４に矢印Ｎで示す方向）に揺動駆動される。

上記構成のシート駆動部５０によると、使用者Ｍがその両足で足置き部７を踏んだ状態で使用者Ｍの臀部を座面３０で支持するシート部３を揺動駆動させ、使用者Ｍの臀部の位置を変化させるのであり、臀部で支持する自重を増減させて結果的に脚部に作用する自重を変化させ、使用者Ｍの大腿部の筋群を鍛錬することが可能になる。つまり、このような使用者Ｍの自発的な運動ではない他動的な運動によって、使用者Ｍの大腿部の筋群が緊張と弛緩とを繰り返し、大腿部の筋群が鍛錬されるのである。

詳しくは、上記構成のシート駆動部５０によると、シート部３を基本的に右前下方と左前下方とに順次移動駆動させる。ここで、図５のように、使用者Ｍの臀部をシート部３の座面３０で支持している状態において、足置き部７に載せる使用者Ｍの両足は爪先間側の距離が踵間側の距離よりも大きくなるのが自然な姿勢であり、上記シート部３の基本の揺動方向が、足置き部７に足を載せたときの各足の踵と爪先とを結ぶ中心線に略沿う方向となることから、膝関節に剪断力を作用させることなく左右の脚の大腿部にそれぞれ自重を作用させることが可能になっている。

上記構成のシート駆動部５０によると、座部３１を支持する座部支持部材５４がフレーム部５３に対して前後リンク５５，５６を介して取り付けられる等の機構によって、シート部３の座面３０の傾き角度を所定の動作範囲で変位させるのであるが、たとえばシート部３の座面３０の前傾角度が大きくなると、座面３０に沿って臀部から脚部に作用する自重量が大きくなって脚部の筋力をより強く鍛錬することが可能になり、比較的脚力の強い使用者Ｍにおける脚部の筋力も効果的に鍛練できて良好な使用感を確保できる（無論、その逆も可能である）。そして、本例の他動運動装置１では、図１のように、脚部の筋力の異なる全ての使用者Ｍにおいても脚部の筋力に適宜の鍛練を施して良好な使用感を確保させるように、傾動範囲設定部４０が備えられているのである。

本例の他動運動装置１における傾動範囲設定部４０は、図２，３のように、座部支持部材５４とシート部本体３２（フレーム部５３）とに間に介装された後リンク５６に設けられ、駆動源となる傾動用モータ４２によって後リンク５６の長さ寸法を伸縮駆動させて、座部支持部材５４とシート部本体３２とを近接離間させる機構である接離機構部４１にて構成されている。詳しくは、接離機構部４１としては、後リンク５６をシート本体側部材４３と座部側部材４４との２部材で構成し、座部側部材４４に傾動用モータ４２の回転によって回転駆動されるボールねじ４５を備えると共に、このボールねじ４５をシート本体側部材４３に螺進させることで、座部側部材４４がシート本体側部材４３に進退される機構が採用されている。

この傾動範囲設定部４０の傾動用モータ４２の運転・停止は、昇降モータ２３や揺動モータ６１と共に、操作表示装置８での操作により指示される。すなわち、図６の制御ブロック図に示すように、操作表示装置８の操作回路１１からの操作信号に基づき装置制御回路１０にて各モータ２３，４２，６１の駆動制御が行われる。このとき、装置制御回路１０には昇降機構部２０に設けた昇降センサ２６や傾動範囲設定部４０に設けた傾斜センサ４６が接続されており、使用者Ｍは、昇降センサ２６にて検出された座面３０の高さ位置や、傾斜センサ４６にて検出された座面３０の傾き角度を操作表示装置８で確認しながら操作をすることができる。なお、操作表示装置８の操作による揺動用モータ６１の駆動制御においては、運転・停止制御に加えて回転速度の制御も行うことができ、運動時間や運動強度を指定することができる。揺動用モータ６１には直流ブラシレスモータを、昇降用モータ２３や傾動用モータ４２には直流モータを好適に用いることができる。

本例の他動運動装置１は、図１のように、使用者Ｍの操作によって傾動範囲設定部４０にて座部支持部材５４とシート部本体３２との距離が設定されると、シート部３の座面３０の傾き角度（前傾角度）が設定される。そして、このシート部３の座面３０の設定傾き角度αを基準にして、シート駆動部５０によってシート部３の座面３０の傾き角度が上記設定傾き角度から所定の揺動範囲βで変位駆動されるのである。

ここで、たとえば図１（ａ）のように、傾動範囲設定部４０にて座部支持部材５４とシート部本体３２との距離が大きくなるように設定すると、シート部３の座面３０の傾き角度（前傾角度）が急角度となるように設定されるのであり、シート駆動部５０によってシート部３の座面３０の傾き角度が上記傾動範囲設定部４０による設定傾き角度αから所定の揺動範囲βである高傾斜域にて変位駆動されるのであり、使用者Ｍの脚部には比較的大きい自重が作用して、使用者Ｍの脚部の筋肉を高い負荷のもとで鍛練することができる。すなわち、比較的脚力の強い使用者Ｍであっても傾動範囲設定部４０にてシート部３の座面３０の設定傾き角度αを急角度に設定することで、脚部の筋肉にかかる負荷量を大きくして、充分な筋力鍛練効果による良好な使用感を得ることができる。無論、図１（ｂ）のようにその逆も可能である。

このように本例の他動運動装置１では、使用者Ｍの脚力に合わせて傾動範囲設定部４０によってシート駆動部５０によるシート部３の座面３０の傾き角度の傾動範囲を設定変更可能にできるから、脚部の筋力の異なる全ての使用者Ｍにおいて良好な使用感を確保できたのである。

また、傾動範囲設定部４０としては、図７のように、シート部３全体を傾斜駆動させる機構を採用することもできる。この傾動範囲設定部４０は、シート部３（シート部本体３２）の一端をシート支持台４（昇降ベース２１の台座２１ａ）に回転自在に枢支し、シート部本体３２と台座２１ａとの間に介装した支持リンク４７の長さを傾動用モータ４２にて伸縮させる接離機構部４１にて構成されている。この例でも先例同様に、傾動範囲設定部４０にて座面３０の設定傾き角度αを自在に設定できて脚部の筋力の異なる全ての使用者Ｍにおいて良好な使用感を確保できる、という作用効果を奏することができる。

なお、この例の傾動範囲設定部４０の傾動用モータ４２には、使用者Ｍの臀部から座面３０にかかる自重に加えてシート部３全体の荷重を支える出力が必要であるが、先例の傾動範囲設定部４０の傾動用モータ４２には、使用者Ｍの臀部から座面３０にかかる自重を支える出力でよいものである。つまり、先例の傾動範囲設定部４０の傾動用モータ４２には比較的出力の小さい小型のモータを用いることができるから、先例の傾動範囲設定部４０ではコンパクト化が図られるという利点を有する。また、先例の傾動範囲設定部４０は揺動駆動部５０内に組み込まれた点でも、コンパクト化が図られるという利点を有する。ただし、本例の傾動範囲設定部４０は、先例と異なり、揺動駆動部５０の外部に配設されたものであり、機構構成が明確になって良好なメンテナンス性を備えるという利点を有している。

本発明の実施の形態の例の他動運動装置であり、（ａ）は設定傾き角度を急勾配に設定した場合の概略側面図であり、（ｂ）は設定傾き角度を緩勾配に設定した場合の概略側面図である。 同上のシート部の要部の概略側面図である。 同上のシート部の要部の分解斜視図である。 同上の他動運動装置の分解斜視図である。 同上の他動運動装置の概略平面図である。 同上の制御ブロック図である。 実施の形態の他例の他動運動装置であり、（ａ）は設定傾き角度を急勾配に設定した場合の概略側面図であり、（ｂ）は設定傾き角度を緩勾配に設定した場合の概略側面図である。

符号の説明

１ 他動運動装置
２ 基台
３ シート部
４ シート支持台
７ 足置き部
８ 操作表示装置
３０ 座面
３１ 座部
３２ シート部本体
４０ 傾動範囲設定部
４１ 接離機構部
５０ シート駆動部
５４ 座部支持部材
α 設定傾き角度
β 揺動範囲

Claims (2)

1. 使用者がその両足で足置き部を踏んだ状態で使用者の臀部を座面で支持するシート部と、使用者の脚部に作用する自重を変化させるために駆動源を用いてシート部の座面の傾き角度を所定の動作範囲で変位させるシート駆動部と、シート駆動部によるシート部の座面の傾き角度の傾動範囲を設定変更可能にする傾動範囲設定部とを備えたことを特徴とする他動運動装置。
2. 傾動範囲設定部は、シート部本体に一端を回転自在に枢支してシート部本体の上面部に配置した座部支持部材とシート部本体との間に介装されて、駆動源にて座部支持部材とシート部本体とを近接離間させる接離機構部にて構成したことを特徴とする請求項１記載の他動運動装置。

Images