JP2009160171A - 運動補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バランス能力を訓練すると共に腕部に対して効果的な運動負荷を付与できる運動補助装置を提供する。
【解決手段】使用者Ｈの体の一部を支持する可動支持部２を設ける。可動支持部２により体の一部が支持された使用者Ｈが可動支持部２の人体支持面２ａよりも下方で且つ可動支持部２から離れた箇所に手を突いた状態又は同箇所を把持した状態で、使用者Ｈの腕部にかかる荷重が変化するように可動支持部２を駆動する駆動装置３を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は運動補助装置に関する。

従来より、座部を揺動する駆動装置を備えた運動補助装置が利用されている。このものは使用者が着座した座部を揺動することで、使用者に対して他動的な運動負荷を付与し、バランス機能や運動機能を訓練するものである（例えば特許文献１）。

ここで、特許文献１に示す運動補助装置は、使用者が着座する座部と、座部を揺動する駆動装置に加えて、座部の後方に座部よりも上方に突出して座部と共に揺動しない把持部を設けてあり、座部に着座した使用者が後ろ手で把持部を把持し、この状態で座席を揺動することで身体をストレッチできるようになっている。

しかし、特許文献１に示す運動補助装置は、座部によって使用者の略全体重を支えるものであるため、把持部を把持した腕部に対してはあまり運動負荷を付与することができなかった。
特開２００７−４４１４２号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、バランス能力の訓練を行いつつ、腕部に対して効果的な運動負荷を付与できる運動補助装置を提供することを課題とするものである。

請求項１に係る発明は、使用者Ｈの体の一部を支持する可動支持部２を設け、可動支持部２により体の一部が支持された使用者Ｈが可動支持部２の人体支持面２ａよりも下方で且つ可動支持部２から離れた箇所に手を突いた状態又は同箇所を把持した状態で、使用者Ｈの腕部にかかる荷重が変化するように可動支持部２を駆動する駆動装置３を設けることを特徴とする運動補助装置である。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の運動補助装置において、上記駆動装置３は可動支持部２の傾きが変化するように可動支持部２を駆動するものであることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の運動補助装置において、上記駆動装置３は可動支持部２を上下方向に駆動するものであることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、可動支持部の人体支持面にて体の一部を支持すると共に人体支持面よりも下方に位置する箇所を両手で把持した状態で可動支持部を駆動することで、バランス能力の訓練を行うと共に、使用者の腕部にかかる荷重を変化させ、使用者の腕に対して効果的な運動負荷を与えて上腕三頭筋等の腕部の筋を効果的に鍛えることができ、二の腕のシェイプアップ等を効果的に行うことができる。

また請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明の効果に加えて、駆動装置により可動支持部の傾きが変化するように可動支持部を移動でき、該可動支持部の傾きの変化に応じて使用者の腕部にかかる荷重を変化させ、腕部を鍛えることができる。

また請求項３に係る発明では、請求項１又は請求項２に係る発明の効果に加えて、駆動装置により可動支持部を上下に駆動でき、該可動支持部の上下の移動に応じて使用者の腕部にかかる荷重を変化させ、腕部を鍛えることができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。本実施形態の一例の運動補助装置１は、図１に示すように床面に設置される板状のベース部３１と、ベース部３１上に設けた駆動装置３と、駆動装置３上に設けた可動支持部２を備えており、図６〜図８のように可動支持部２により体の一部が支持された使用者Ｈが可動支持部２の人体支持面２ａよりも下方で且つ可動支持部２から離れた箇所に手を突いた状態又は同箇所を把持した状態で駆動装置３によって可動支持部２を駆動し、これにより可動支持部２を揺動して使用者Ｈに対して運動負荷を与えるものである。

まず、図１乃至図４に基づいて駆動装置３について説明する。

可動支持部２の下面に固定された台座４は、図２に示すように、左右一対の連結リンク５を介して可動架台６に前後に揺動可能に支持され、可動架台６はベース８に左右に揺動可能に支持されていると共に、台座４と可動架台６間に駆動部１３が収納されている。更にベース８は、図１に示すようにベース部３１上に設けたツイスト用モータ３３によって上下軸廻りに回動可能な回動体３４上に設けてあり、これら台座４、左右一対の連結リンク５、可動架台６、ベース８、駆動部１３、ツイスト用モータ３３、回動体３４、により駆動装置３を構成している。

左右一対の連結リンク５は、それぞれ、前リンク５ａと後リンク５ｂとからなり、前リンク５ａと後リンク５ｂは長さが異なり、後リンク５ｂの方が長い。前リンク５ａの上端部は台座４の前端部に設けた上軸ピン２３ａに軸着され、前リンク５ａの下端部は可動架台６の側板１６の前端部に設けた下軸ピン７ａに軸着されている。後リンク５ｂの上端部は台座４の後端部に設けた上軸ピン２３ｂに軸着され、後リンク５ｂの下端部は可動架台６の側板１６の後端部に設けた下軸ピン７ａと略同レベルに位置する下軸ピン７ｂに軸着されている。前後の各下軸ピン７ａ，７ｂは、連結リンク５を左右方向Ｙの軸線回りに回動可能に支持する左右軸７を構成しており、これにより、台座４は左右軸７回りに図２の矢印Ｍで示す方向に回転往復移動可能となっている。

上記ベース８の前後方向Ｘの両端部には図２、図４に示すように、軸支板２４がそれぞれ立設され、可動架台６の前後方向Ｘの両端部には上記軸支板２４と対向する連結板２５がそれぞれ垂設され、軸支板２４に対して連結板２５が前後軸９により回動可能に連結されている。前後軸９はベース８の中央部の前後２箇所に配置されて可動架台６を前後軸９回りに回動可能に支持するものであり、これにより台座４は前後軸９回りに図４の矢印Ｎで示す方向に回転往復移動可能となっている。

駆動部１３は、駆動源１０を構成する１つのモータ１０ａと、モータ１０ａの一方向に突出する出力回転軸１２と、出力回転軸１２の回転力を台座４の前後方向Ｘの往復直進移動、左右軸７回りの回転往復移動、前後軸９回りの回転往復移動にそれぞれ変換してこれら３動作を組み合わせて可動支持部２を駆動可能とする変換機構３５とを備えている。本例のモータ１０ａは縦置きされ、出力回転軸１２の突出方向は上向きとされる。

上記変換機構３５は、左右軸７回りの回転往復移動用の第１変換部３５ａと、前後軸９回りの回転往復移動用の第２変換部３５ｂとで構成される。第１変換部３５ａは、図２、図３、図６に示すように、出力回転軸１２に第１ギア１４を介して連結される第１シャフト１７と、第１シャフト１７の一端部に偏心して連結される偏心クランク１９と、一端部が偏心クランク１９に連結され他端部が前リンク５ａに設けた軸ピン５ｃに軸着されるアームリンク２０とからなる。第１シャフト１７の両端部は台座４側にそれぞれ回動可能に支持されており、偏心クランク１９が第１シャフト１７に対して偏心円運動を行なうことによって、アームリンク２０を介して前リンク５ａが前後方向Ｘに往復移動し、これにより連結リンク５に連結されている台座４、つまり可動支持部２が図１の矢印Ｍで示す方向に揺動可能となっている。

また、第２変換部３５ｂは、図３乃至図５に示すように、上記第１シャフト１７に第２ギア１５を介して連結された第２シャフト１８と、一端部が第２シャフト１８の一端部に偏心して連結され他端部がベース８に回動可能に連結される偏心ロッド２１とで構成されている。第２シャフト１８の両端部は台座４側に回動可能に支持されている。ここでは偏心ロッド２１は台座４の左側或いは右側のいずれか一方に配置され、偏心ロッド２１の上端部２１ａが図４に示す軸ピン６２により第２シャフト１８の一端部に対して偏心して連結され、偏心ロッド２１の下端部２１ｂはベース８に固定したＬ形連結金具６０に対して軸ピン６１により回動可能に連結されており、第２シャフト１８の回転により偏心ロッド２１の上端部が偏心円運動を行なうことによって、台座４、つまり可動支持部２が図４の矢印Ｎで示す方向に揺動可能となっている。

上記構成によれば、モータ１０ａの一方向に突出する出力回転軸１２が回転すると、モータギア１１と第１ギア１４との噛み合いによって第１シャフト１７が回転すると同時に、第１シャフト１７の連動ギア２２と第２ギア１５との噛み合いによって第２シャフト１８が回転する。第１シャフト１７が回転すると第１シャフト１７の一端部に連結された偏心クランク１９が偏心円運動を行ない、アームリンク２０を介して前リンク５ａが前側の左右軸７を中心に前後方向に回動する。また、このとき後リンク５ｂが協働して後側の左右軸７回りに回動することから、台座４、つまり可動支持部２は矢印Ｍで示す前後方向に揺動する。一方、第２シャフト１８の回転によって、偏心ロッド２１の上端部が偏心円運動を行ない、台座４、つまり可動支持部２は前後軸９回りに揺動する。また、前述のツイスト用モータ３３の駆動により、可動支持部２は上下軸回りに揺動する。つまり、本例の可動支持部２は、操作部を操作することで、前後方向の傾きの変化（傾動）を伴う左右軸回りの揺動、左右方向の傾きの変化（傾動）を伴う前後軸回りの揺動、上下軸回りの揺動や、これら２動作又は３動作を複合した動作（例えば前後軸回りの揺動と左右軸廻りの揺動を組み合わせた８の字動作等）を行えるものである。

また、図１に示すようにベース部３１上には可動支持部２により体の一部が支持された使用者Ｈが両手で把持するための把持部３２を設けている。把持部３２はベース部３１の駆動装置３と反対側の後端部の左右２箇所から上方に向けて突設した突部３６の上端部に夫々設けてあり、可動支持部２よりも後方に位置している。各把持部３２は可動支持部２の上面で構成される人体支持面２ａよりも下方に位置し、可動支持部２上に体の一部を載せると共に両手で把持部３２を把持した場合には、両腕で体を支えた状態となる。

上記運動補助装置１により運動を行う場合、使用者Ｈは例えば図６〜図８に示す姿勢となり、この状態で駆動装置３により体の一部を支持した可動支持部２を駆動して使用者に対して運動負荷を与える。

図６は使用者Ｈが仰向けとなる使用形態であり、この使用形態では胴部を可動支持部２上に載せると共に可動支持部２よりも前方の床面に足を置き、尚且つ両手で把持部３２を把持して体を仰け反らせており、胴部及び両足、加えて両腕により使用者Ｈの全体重が支えられている。

図７は使用者Ｈがうつ伏せとなる使用形態であり、両脚及び両脚の付け根部分を可動支持部２の人体支持面２ａ上に載せると共に両手で把持部３２を把持する。即ち、この場合、両脚及び両脚の付け根部分と両腕により使用者Ｈの全体重が支えられている。

図８は使用者Ｈが座った姿勢となる使用形態であり、臀部を可動支持部２上に載せると共に両手で使用者Ｈの後方に位置する把持部３２を把持する。即ち、この場合、臀部及び両腕により使用者Ｈの全体重が支えられることとなる。

上記図６〜図８等に示すように可動支持部２の人体支持面２ａにて体の一部を支持すると共に人体支持面２ａよりも下方に位置する箇所を両手で把持した状態で、可動支持部２を、左右軸回りに揺動したり、前後軸回りに揺動したり、上下軸回りに揺動したりすることで、バランス能力の訓練を行うと共に、人体支持面２ａよりも下方に位置する把持部３２を把持した使用者Ｈの腕にかかる荷重を変化させて、使用者Ｈの腕部に対して効果的な運動負荷を与えることができる。従って、上腕三頭筋等の腕部の筋を効果的に鍛えて二の腕のシェイプアップ等を効果的に行うことができる。

なお、可動支持部２を移動するための駆動装置としては上記リンク機構を用いた駆動装置３に限定されるものではなく、その他の駆動装置を用いても良い。

図９及び図１０に上記リンク機構を用いた駆動装置３に代えてエアシリンダを用いた駆動装置３を利用した他例の運動補助装置１を示す。この駆動装置３は、ベース部３１上に設置される基板３７と、基板３７上の複数箇所（図示例では３箇所）に設けたエアシリンダ３８と、これらエアシリンダ３８の駆動源となるエア供給源４３と、各エアシリンダ３８とエア供給源４３を接続する各エア供給路４１に設けた電磁弁３９及びスピードコントローラ４０を制御する制御部４２を備えており、上下方向に駆動する各エアシリンダ３８の往復ロッド３８ａの上端部は自在継手を介して可動支持部２の下面に接続してある。

各エアシリンダ３８の往復ロッド３８ａの動作や移動速度は制御部４２により各エアシリンダ３８に対応する電磁弁３９及びスピードコントローラ４０を制御することで独立して制御可能となっており、これにより可動支持部２を傾動したり、上下動したりできるようになっている。

本例においても上記と同様に可動支持部２を駆動装置３により前後方向や左右方向に傾けて、バランス能力の訓練を行うと共に腕部を効果的に鍛えることができる。また、本例の可動支持部２は駆動装置３により上下方向に移動できるので、例えば板状の可動支持部２を水平とした状態で上下動して腕部にかかる荷重を変化させる等できる。また、可動支持部２を前後や左右の傾動と上下動を組み合わせた動きとする等、多様な使用方法で使用することも可能となる。

なお、本例では上記可動支持部２の動作に加えて、可動支持部２を左右軸回り、前後軸回り、上下軸廻りに揺動させる機構を設けても良いものとする。

また、図示は省略するが、上記リンク機構を用いた駆動装置３を有する運動補助装置１においても、駆動装置３により可動支持部２を上下方向にも駆動できるようにしても良いものとする。

また、上記各例では棒状の把持部３２を２箇所に設けたが、把持部３２の形状や個数ははこれに限定されるものではなく、把持部３２を１箇所のみに設ける等、適宜設計変更可能である。また、把持部３２を設けず、既述の図６乃至図８等に示す使用時において可動支持部２の人体支持面２ａよりも下方に位置するベース部３１の上面や床面に手を突くようにしても良いものとする。

本発明の実施形態の一例の運動補助装置の概略側面図である。 同上の駆動装置の側面図である。 同上の駆動装置の平面図である。 同上の駆動装置の正面図である。 同上の駆動装置のブロック図である。 同上の運動補助装置の使用状態の一例を説明する側面図である。 同上の運動補助装置の使用状態の他例を説明する側面図である。 同上の運動補助装置の使用状態の更に他例を説明する側面図である。 他例の運動補助装置の概略側面図である。 同上の駆動装置のブロック図である。

符号の説明

Ｈ 使用者
２ 可動支持部
３ 駆動装置

Claims (3)

1. 使用者の体の一部を支持する可動支持部を設け、可動支持部により体の一部が支持された使用者が可動支持部の人体支持面よりも下方で且つ可動支持部から離れた箇所に手を突いた状態又は同箇所を把持した状態で、使用者の腕部にかかる荷重が変化するように可動支持部を駆動する駆動装置を設けることを特徴とする運動補助装置。
2. 上記駆動装置は可動支持部の傾きが変化するように可動支持部を駆動するものであることを特徴とする請求項１に記載の運動補助装置。
3. 上記駆動装置は可動支持部を上下方向に駆動するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の運動補助装置。

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