JP2010119687A - 揺動型運動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の運動姿勢を的確に目標の運動姿勢となるように誘導することができる揺動型運動装置を提供する。
【解決手段】制御回路６２には、座部に着座した使用者の運動姿勢を検出する検出手段としての圧力センサαと、この圧力センサαにて得られる検出情報及びその検出情報の目標値との比較を行って、目標値に近づくような音声を検出情報と目標値との差に応じてスピーカ６８から出力するフィードバック刺激出力手段としてのマイクロコンピュータ１７が備えられている。
【選択図】図６

Description

本発明は、座部を揺動させることで、その座部に着座した使用者に運動負荷を付与する揺動型運動装置に関するものである。

従来、座部の揺動によりその座部に着座した使用者に運動負荷を付与する揺動型運動装置が各種提案されている。揺動型運動装置は、子供から老人まで利用可能な手軽な運動器具として、当初のリハビリ目的の医療施設から、一般家庭へと普及してきている。そのような揺動型運動装置の典型的な従来技術としては、例えば特許文献１がある。

特許文献１に開示された揺動型運動装置では、例えば座部上面、座部側面（あおり）及びあぶみの内の少なくとも１つに圧力センサ等を設け、そのセンサによる検出情報から使用者の運動姿勢を検出するように構成されている。そして、この揺動型運動装置では、検出情報に基づく運動姿勢の報知や、検出情報に応じて座部が往復運動されるようになっている。
特開２００６−１４９４６８号公報

ところで、上記の揺動型運動装置では、報知手段を用いて使用者に姿勢の修正を促すような構成が提案されているが、使用者の姿勢や動作を目標の姿勢や動作となるように的確に誘導する方法については提案されておらず、目標となる姿勢に的確に近づけることができる揺動型運動装置の開発が望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、使用者の運動姿勢を的確に目標の運動姿勢となるように誘導することができる揺動型運動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、使用者が着座可能な座部を少なくとも一方向に往復運動させる座部揺動手段と、座部揺動手段を制御して前記座部を往復運動させる制御手段とを備えた揺動型運動装置であって、前記制御手段は、前記座部に着座した前記使用者の運動姿勢を検出する検出手段と、該検出手段にて得られる検出情報及びその検出情報の目標値との比較を行い、前記使用者の運動姿勢が前記目標値に近づくようなフィードバック刺激を前記検出情報と前記目標値との差に応じて出力するフィードバック刺激出力手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、制御手段には、座部に着座した使用者の運動姿勢を検出する検出手段と、この検出手段にて得られる検出情報及びその検出情報の目標値との比較を行い、使用者の運動姿勢が目標値に近づくようなフィードバック刺激を検出情報と目標値との差に応じて出力するフィードバック刺激出力手段が備えられている。つまり、検出手段による検出情報と目標値との差に応じて目標値に近づくようなフィードバック刺激を出力することで、使用者の運動姿勢を的確に目標の（目標値の）運動姿勢となるように誘導することが可能となる。尚、「フィードバック刺激」とは、使用者に対して音、映像、座部の動作量及び動作パターンの内の少なくとも１つにて使用者の運動姿勢を誘導する刺激のことであり、これ以降同様の意味として使用する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の揺動型運動装置において、前記フィードバック刺激出力手段は、時間経過に伴って同様の内容にて表現の異なるフィードバック刺激を出力するように構成されたことをその要旨とする。

この発明では、フィードバック刺激出力手段は、時間経過に伴って同様の内容にて表現の異なるフィードバック刺激を出力するように構成される。ここで、フィードバック刺激を音に限って説明すると、例えば目標の運動姿勢である場合に、「Ｇｏｏｄ（グッド）」、「ＯＫ」、「その調子」などといった、内容（語意）を同じとして表現（文言）の異なるフィードバック刺激を提供することが考えられる。そのため、時間経過に伴って同様の内容にて表現の異なるフィードバック刺激を出力することで、単調なフィードバック刺激とならずに、使用者を飽きさせず自然に使用者のモチベーションを維持することが可能となる。そして、例えば単一のフィードバック刺激である場合に、その刺激が使用者にとって分かり難くいものであった場合でも、表現の異なるフィードバック刺激が出力されることで使用者の理解の助けとすることが可能となり、使用者個々の個人差に対応することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の揺動型運動装置において、前記フィードバック刺激出力手段は、前記検出手段からの検出情報が前記目標値に近づくような前記フィードバック刺激が選択及び出力しているにも関わらず、前記目標値に所定時間近づかない場合、前記目標値若しくは前記フィードバック刺激を前記検出情報に基づいて再設定することをその要旨とする。

この発明では、フィードバック刺激出力手段により、検出手段からの検出情報が目標値に近づくようなフィードバック刺激を選択及び出力しているにも関わらず、目標値に所定時間近づかない場合、目標値若しくはフィードバック刺激が検出情報に基づいて再設定される。つまり、目標値若しくはフィードバック刺激を検出情報に応じて再設定（変化）されることで、使用者に合った目標値としたり、使用者に合ったフィードバック刺激を出力したりすることが可能となる。また、目標値を下げたり、安全側のフィードバック刺激を出力したりすることも可能となるため、時間経過に伴って使用者の体力が落ちてきた場合や最初の目標値が使用者にとって高すぎた場合でも、使用者にとって無理なく安全に本装置を使用することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の揺動型運動装置において、前記フィードバック刺激出力手段は、前記目標値より前記検出手段からの検出情報が所定時間小さい場合、前記往復運動を安全に遂行すべく前記目標値を小さく設定若しくは安全側の前記フィードバック刺激を出力することをその要旨とする。

この発明では、フィードバック刺激出力手段により、目標値より検出手段からの検出情報が所定時間小さい場合、往復運動を安全に遂行すべく目標値が小さく設定若しくは安全側のフィードバック刺激が出力される。これにより、時間経過に伴って使用者の体力が落ちてきた場合や最初の目標値が使用者にとって高すぎた場合でも、使用者にとって無理なく安全に本装置を使用することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の揺動型運動装置において、前記フィードバック刺激出力手段は、前記検出手段からの検出情報が前記目標値に近づくようにフィードバック刺激を選択しているにも関わらず、前記目標値に所定時間近づかない場合、前記フィードバック刺激の出力を停止させることをその要旨とする。

この発明では、フィードバック刺激出力手段により、検出手段からの検出情報が目標値に近づくようにフィードバック刺激が選択及び出力されているにも関わらず、目標値に所定時間近づかない場合、フィードバック刺激の出力が停止される。つまり、検出情報が目標値に近づかない場合には、使用者に対して目標値が高すぎる、若しくは、疲れてきたと判断し、フィードバック刺激の出力を停止して、使用者を強引に目標値に誘導するのではなく使用者が好む姿勢にて安全に運動することが可能となり、使用者にとって無理なく安全に本装置を使用することが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、前記検出手段は、前記使用者の身体の各部位の姿勢を検出すべく複数設けられ、前記フィードバック刺激出力手段は、複数の前記検出情報の内で最も前記目標値から離れた検出情報を出力された前記検出手段から順に、その検出情報と前記目標値との差に応じた前記フィードバック刺激を出力するように構成されたことをその要旨とする。

この発明では、検出手段は、使用者の身体の各部位の姿勢を検出すべく複数設けられ、フィードバック刺激出力手段は、複数の検出情報の内で最も前記目標値から離れた検出情報を出力された検出手段から順に、その検出情報と目標値との差に応じたフィードバック刺激を出力するように構成される。つまり、目標値から最も離れた部位から順にその部位の検出情報と目標値との差に応じてフィードバック刺激を出力することで、その部位を動かすだけで使用者を的確に目標の（目標値の）姿勢とすることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、前記検出手段は、前記使用者の身体の各部位の姿勢を検出すべく複数設けられるとともに、それぞれに前記フィードバック刺激を出力する優先順位が設定されており、前記フィードバック刺激出力手段は、前記優先順位に基づいてフィードバック刺激を出力するように構成されたことをその要旨とする。

この発明では、検出手段は、使用者の身体の各部位の姿勢を検出すべく複数設けられるとともに、それぞれにフィードバック刺激を出力する優先順位が設定されており、フィードバック刺激出力手段は、優先順位に基づいてフィードバック刺激を出力するように構成される。つまり、各検出手段の検出情報と目標値との差に関わらずフィードバック刺激を出力する優先順位をつけてそれに応じてフィードバック刺激を出力することで、的確に目標の運動姿勢に誘導させる際に重要となる動作順序を使用者は意識することなく、的確に目標の運動姿勢に誘導することが可能となる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、前記フィードバック刺激出力手段は、音及び映像の少なくとも一方によって使用者に報知を行う報知手段を有し、その報知手段によって報知を行う際に前記検出情報と前記目標値との差に応じたエフェクトをかけて出力するように構成されたことをその要旨とする。

この発明では、フィードバック刺激出力手段は、音及び映像の少なくとも一方によって使用者に報知を行う報知手段を有し、その報知手段によって報知を行う際に検出情報と目標値との差に応じたエフェクトをかけて出力するように構成される。つまり、単純にフィードバック刺激として音及び映像の少なくとも一方を出力するのではなく、検出情報と目標値との差に応じて音及び映像の少なくとも一方にエフェクトをかけて出力することで、単調なフィードバック刺激とならずに、使用者のモチベーションを上げることが可能となる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、前記フィードバック刺激出力手段は、前記検出情報と前記目標値との差に応じた前記フィードバック刺激に含まれる感性情報を変えて前記フィードバック刺激を出力することをその要旨とする。

この発明では、フィードバック刺激出力手段は、検出情報と目標値との差に応じたフィードバック刺激に含まれる感性情報を変えてフィードバック刺激を出力するように構成される。このような構成とすることで、単調なフィードバック刺激とならずに、使用者のモチベーションを上げることが可能となる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、前記フィードバック刺激出力手段は、前記使用者の身体部位の動作イメージを促すようなフィードバック刺激を出力することをその要旨とする。

この発明では、フィードバック刺激出力手段により、使用者の身体部位の動作イメージを促すようなフィードバック刺激が出力される。ここで、フィードバック刺激を音に限って説明すると、例えば身体部位の動作イメージとして、「膝を曲げる」「脚を伸ばす」といった身体名称を用いたり、「膝を抱えるように丸くして」「脚をピーンと伸ばしましょう」といった比喩表現を用いたりして使用者を的確に目標の（目標値の）運動姿勢と誘導することができる。そのため、使用者はその身体部位に対して使用者の注意を向けることができるため、効果的に的確に目標の誘導姿勢へと誘導することが可能となる。

本発明によれば、使用者の運動姿勢を的確に目標の運動姿勢となるように誘導することができる揺動型運動装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１に示すように、揺動型運動装置１０の脚部１１は図示しない床面に載置され、その脚部１１の上端には座部揺動手段としての座部揺動装置１２が固定されている。座部揺動装置１２の上部には、馬の背や鞍を模した形状で使用者が着座する座部１３が固定されている。座部揺動装置１２は、座部１３を前後方向及び左右方向に揺動するように構成されている。座部揺動装置１２は、脚部１１の上端と座部１３との間に設けられたカバー１４により被覆されている。カバー１４は、伸縮自在な布地などからなり、座部揺動装置１２による座部１３の揺動を許容する。尚、カバー１４を複数の部材から構成してもよい。

座部１３の上面前部（図において左側）には操作器１５が設けられており、この操作器１５に備えられた図示しないスイッチの操作によって、座部揺動装置１２の起動、停止、動作状態の変更などが支持される。

また、座部１３の前部側面における使用者の内股（内腿）と接触するあおりと呼ばれる箇所には、図５に示すように、検出手段としての圧力センサαが設けられており、あおりにかかる圧力を計測することができるようになっている。使用者の足裏を乗せて使用することができる、所謂あぶみ１６が揺動可能に配置されている。このあぶみ１６には、角度センサβが設けられており、この角度センサβにてあぶみ１６の角度を計測し、後述のマイクロコンピュータ１７（図６参照）にて使用者の膝の角度を推定できるように構成されている。また、
次に、座部揺動装置１２の概略を図１〜図４に従って説明する。

図１に示す脚部１１の上面には、図３に示すように、矩形板状のベース２１が固定されており、図２に示すように、ベース２１には前後方向一対の軸支板２２が立設されている。その軸支板２２には、可動架台２３の前後方向両端部に垂設された一対の連結板２４が対向配置され、軸支板２２と連結板２４は前後方向に沿って延びる支軸２５によってそれぞれ回動可能に連結されている。支軸２５は、ベース２１の左右方向中央に配置されるとともに前後２箇所に配置されて可動架台２３を左右方向に回動可能に支持するものである。

図２に示すように、可動架台２３は、連結リンク２６を介してその可動架台２３の上方に配置され前記座部１３が取着される台座２７が前後方向に沿って揺動可能に支持されている。詳述すると、図４に示すように、可動架台２３の左右両側にはそれぞれ前後方向に沿って延びる一対の側板３０が設けられている。図３に示すように、連結リンク２６は、前方に配置された前リンク２６ａと、後方に配置された後リンク２６ｂとから構成されている。図２に示すように、前リンク２６ａの下端部は側板３０の前端部に設けた下軸ピン３１ａに軸着され、前リンク２６ａの上端部は、台座２７の前端部に設けた上軸ピン３２ａに軸着されている。また、後リンク２６ｂの下端部は側板３０の後端部に設けた下軸ピン３１ｂに軸着され、後リンク２６ｂの上端部は台座２７の後端部に設けた上軸ピン３２ｂに軸着されている。前後の各下軸ピン３１ａ，３１ｂは、連結リンク２６を左右方向Ｙの軸線回りに回動可能に支持する左右軸を構成しており、これによって、台座２７は左右軸回りに図２の矢印Ｍで示す前後方向に往復回転移動可能となっている。また、図４に示すように、台座２７は、連結リンク２６により可動架台２３と一体的に左右方向に回動する。従って、台座２７は、可動架台２３を支持する支軸２５周りに図４の矢印Ｎで示す左右方向に回転往復移動可能となっている。

また、前後の各下軸ピン３１ａ，３１ｂの軸間距離は、前後の各上軸ピン３２ａ，３２ｂの軸間距離よりも短く設定されている。従って、図２に実線で示すように、ベース２１に対して前リンク２６ａが略直角を成すときに、後リンク２６ｂはベース２１に対して所定の角度を成すため、台座２７の前端に比べて後端が低くなる、つまり、台座２７が後方向に傾斜する。逆に、図２に仮想線で示すように、ベース２１に対して後リンク２６ｂが略直角を成すときに、前リンク２６ａはベース２１に対して所定の角度を成すため、台座２７の前端に比べて後端が低くなる、つまり、台座２７が前方向に傾斜する。これにより、台座２７に固定された座部１３を前後傾させる。

ベース２１と台座２７との間には駆動部３５が収納されている。駆動部３５のモータ３６は出力軸３７が上向きに突出するようにベース２１に固定されている。出力軸３７にはモータギヤ３８が固定され、そのモータギヤ３８には左右方向に沿って延び両端が台座２７に軸支された第１シャフト３９に同軸状に固定された第１ギヤ４０が歯合されている。第１シャフト３９の一端部には偏心クランク４１が連結され、その偏心クランク４１には軸ピン４２によりアームリンク４３の第１端部が軸着され、アームリンク４３の第２端部は軸ピン４４により前リンク２６ａに軸着されている。これにより、モータ３６の回転によって偏心クランク４１が第１シャフト３９に対して偏心円運動することにより、前リンク２６ａが前後方向Ｘに往復移動し、座部１３が図２に示す矢印Ｍで示す方向に揺動する。図２及び図３に示すように、モータ３６（出力軸３７）、モータギヤ３８、第１シャフト３９、第１ギヤ４０、偏心クランク４１、及びアームリンク４３により第１駆動部が構成される。

図３に示すように、第１シャフト３９に固着された連動ギヤ４５は、可動架台２３に軸支された第２シャフト４６に固定された第２ギヤ４７と歯合されている。第２シャフト４６の一端（図４において右端）には偏心ロッド４８の上端が、軸ピン４９により第２シャフト４６に対して、その第２シャフト４６の回転中心と偏心して連結されている。偏心ロッド４８の下端は、ベース２１に固定された連結金具５０に対して軸ピン５１により回動可能に連結されている。従って、第２シャフト４６の回転により偏心ロッド４８の上端が偏心円運動を行うことによって、可動架台２３、即ち台座２７及び座部１３が図４の矢印Ｎで示す方向に揺動する。図２〜図４に示すように、モータ３６（出力軸３７）、モータギヤ３８、第１ギヤ４０、第１シャフト３９、第２シャフト４６、第２ギヤ４７、及び偏心ロッド４８により第２駆動部が構成される。

第１駆動部及び第２駆動部の各ギヤは、座部１３を左右方向に一往復させる間に前後方向に２往復させるように設定されている。これにより、揺動型運動装置１０を上方から見て８の字状に座部１３を揺動させて、乗馬を模した動作を再現している。

上記のように構成された第１駆動部及び第２駆動部により、座部１３が、図２に示す矢印Ｍの方向に揺動するとともに、図４に示す矢印Ｎの方向に揺動する。これら揺動が組み合わされることにより、座部１３は、Ｘ軸周りのθＸ方向、Ｙ軸周りのθＹ方向、垂直軸（Ｚ軸）周りのθＺ方向の揺動を行うことから、使用者に対して、身体のバランス機能や運動機能を訓練することができる。しかも、１個のモータ３６を用いて３動作を行うことができるので、モータ３６の数が少なくてすみ、制御が容易になるとともに、低コスト化及びコンパクト化を図ることができる。しかもモータ３６の出力軸３７は一方向に突出していればよく、モータ３６の縦置きが可能となり、これによって該モータ３６を含む座部揺動装置１２全体の設置スペースを狭めてコンパクト化を図ることができ、座部揺動装置１２を座部１３を支持するベース２１と台座２７との間に格納して、乗馬を模した狙い通りの動作を忠実に再現することが可能となる。

図６は、揺動型運動装置１０のシステム構成を示すブロック図である。
回路基板６０に搭載された電源部６１は、図示しない電源プラグを介して入力される商用交流を、１４０Ｖや１５Ｖなどの直流に変換して回路基板６０内の各回路へ供給するようになっている。また、回路基板６０に搭載された制御手段としての制御回路６２は、フィードバック刺激出力手段を構成するマイクロコンピュータ１７及び駆動動作のパターン等を記録したメモリ６３を備え、前記角度センサβ及び前記圧力センサαからなるセンサ部６４と、音声信号処理ＩＣ６５と、データベース６６とに接続されている。

角度センサβは、前述した様にあぶみ１６の角度を検出し、その検出結果に基づいてマイクロコンピュータ１７では使用者の膝の角度を推定するようになっている。
圧力センサαは、使用者の内股（内腿）の締め付け力を検出するとともに、その検出結果をマイクロコンピュータ１７に出力するようになっている。

音声信号処理ＩＣ６５には、音声データ記憶部６７とフィードバック刺激出力手段及び報知手段を構成するスピーカ６８とが接続されており、音声信号処理ＩＣ６５により例えば音声データ記憶部６７内に予め記憶された音楽データをスピーカ６８にて報知することが可能となっている。

データベース６６には、ＦＢ（フィードバック）データ選択テーブル群６８など、種々の動作パターンに対応するテーブル等が格納されている。
次に、本実施形態の揺動型運動装置１０の音声によるフィードバック刺激の出力の一例を図６及び図７を用いて説明する。

制御回路６２のマイクロコンピュータ１７には、圧力センサαから使用者の内腿の締め付け力（圧力）が検出され、その結果が出力される（ステップＳ１００）。そして、マイクロコンピュータ１７は、その結果を取得し（ステップＳ２００）、例えば所定時間サンプリングした後に、圧力センサαからの出力結果の平均を代表値Ｓ_ｎとする（ステップＳ３００）。

その後、マイクロコンピュータ１７は、代表値Ｓ_ｎと図８に示すように予め複数の段階（本実施形態では５段階）に分けられる閾値とを比較（ステップＳ４００）し、図６に示すデータベース６６のＦＢデータ選択テーブル群６９の内の所定のデータ選択テーブル（図８参照）に基づき音声信号処理ＩＣ６５を介して音声データ記憶部６７内に記憶されたＦＢ音声データを選択する（ステップＳ５００）。ここで、本実施形態では、閾値を低い方から順に１Ｖ、２Ｖ，３Ｖ，４Ｖ、５Ｖと設定し、目標の運動姿勢を示す目標値を３Ｖに設定している。また、代表値Ｓ_ｎに応じて出力されるＦＢ音声データは、図８に示すようになっており、マイクロコンピュータ１７は、代表値Ｓ_ｎが閾値１Ｖと同等であった場合には「もっと力を入れてみて」という音声が記録された「もっと力いれてみて．ｗａｖ」を選択する。マイクロコンピュータ１７は、代表値Ｓ_ｎが閾値２Ｖと同等であった場合には「もう少し力を入れて」という音声が記録された「もう少し力を入れて．ｗａｖ」を選択する。マイクロコンピュータ１７は、代表値Ｓ_ｎが閾値（目標値）３Ｖと同等であった場合には「ＯＫです」という音声が記録された「ＯＫです．ｗａｖ」を選択する。マイクロコンピュータ１７は、代表値Ｓ_ｎが閾値４Ｖと同等であった場合には「少し緩めてみて」という音声が記録された「少し緩めてみて．ｗａｖ」を選択する。マイクロコンピュータ１７は、代表値Ｓ_ｎが閾値５Ｖと同等であった場合には「緩めてみましょう」という音声が記録された「緩めてみましょう．ｗａｖ」を選択する。

そして、マイクロコンピュータ１７は、ステップＳ５００にて選択されたＦＢ音声データをスピーカ６８から出力する（ステップＳ６００）。その後、マイクロコンピュータ１７は、ステップＳ１００からステップＳ６００までを繰り返し動作させるようになっている。

上述したように、圧力センサαからの出力結果の平均した代表値Ｓ_ｎと目標値３Ｖとの差に応じてフィードバック刺激としての音声をスピーカ６８から出力する構成とすることで、使用者は、目標の姿勢と現在の姿勢との差がどの程度あるのか理解できる。そのため、代表値Ｓ_ｎが目標値３Ｖとなるように使用者を誘導することができ、使用者の運動姿勢を目標の姿勢へと逸早く的確に誘導することが可能となる。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）制御手段としての制御回路６２には、座部１３に着座した使用者の運動姿勢を検出する検出手段としての圧力センサαと、この圧力センサαにて得られる検出情報（代表値Ｓ_ｎ）及びその検出情報の目標値（閾値３Ｖ）との比較を行って、目標値に近づくような音声を検出情報と目標値との差に応じてスピーカ６８から出力するフィードバック刺激出力手段としてのマイクロコンピュータ１７が備えられている。つまり、圧力センサαによる検出情報と目標値との差に応じて目標値に近づくような音声を出力することで、使用者の運動姿勢を逸早く的確に目標の（目標値の）運動姿勢となるように誘導することが可能となる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ＦＢデータ選択テーブルを１つのみ利用して使用者に音声によるフィードバック刺激を付与する構成としたが、これに限らない。例えば図９（ａ）（ｂ）に示すように複数のＦＢデータ選択テーブルを利用してもよい。

また、この時、マイクロコンピュータ１７により、データベース６６内の姿勢・動作判断アルゴリズム７０が呼び出されてそのアルゴリズム７０にてＦＢデータ選択テーブル群６９の各ＦＢデータ選択テーブルを時間経過に伴って変更するように構成してもよい。尚、この場合、時間の経過に伴って使用者に与える音声データの意味（語意）を変えずに文言のみを変えるような構成を採用してもよい。具体的には、例えば上記実施形態で閾値３Ｖの場合に選択されていた「ＯＫです．ｗａｖ」を、図９（ａ）に示すように「そのまま」という音声が記録された「そのまま．ｗａｖ」に変更してスピーカ６８から出力し、その後図９（ｂ）に示すように「Ｇｏｏｄ（グッド）」という音声が記録された「Ｇｏｏｄ．ｗａｖ」に変更してスピーカ６８から出力するという構成が考えられる。このように時間経過に伴って同様の内容にて表現の異なるフィードバック刺激としての音声を出力することで、単調な刺激とならずに、使用者を飽きさせず自然に使用者のモチベーションを維持することが可能となる。また、例えば特定のフィードバック刺激（例えば、「ＯＫです．ｗａｖ」）が使用者にとって分かり難くい場合でも、表現の異なるフィードバック刺激（例えば、「そのまま．ｗａｖ」）が出力されることで使用者の理解の助けとすることが可能となり、使用者個々の個人差に対応することが可能となる。

・上記実施形態では、閾値３Ｖを目標値と設定したがこれに限らない。また、目標値を１つに絞らず、例えば図１０に示すように閾値２Ｖと閾値３Ｖと目標値としてもよい。
上述のような構成は、例えば使用者が所定時間、揺動型運動装置１０を使用してフィードバック刺激出力手段としてのスピーカ６８からフィードバック刺激としての音声を出力しても目標値までに到達しない場合に、目標値の幅を広げる意味で閾値２Ｖ及び閾値３Ｖを目標値と設定するという場合に有効である。つまり、目標値を広げて筋力が低い使用者でも使用者にとって無理なく安全に本装置１０を使用することが可能となる。このように目標値を検出情報（代表値Ｓ_ｎ）に変化させることで、使用者に合った目標値とすることが可能となる。

・上記実施形態では、閾値として１Ｖ〜５Ｖを使用したが、これに限らない。また、図８に示した閾値を１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ（目標値）、４Ｖ、５Ｖの５段階に設定したが、例えば図１１に示すように使用途中に閾値を０．５Ｖ、１Ｖ、１．８Ｖ（目標値）、２．５Ｖ、３．５Ｖの５段階に変更してもよい。

尚、上述のように閾値を途中で下げる構成は、例えば使用者が所定時間、揺動型運動装置１０を使用してフィードバック刺激出力手段としてのスピーカ６８からフィードバック刺激としての音声を出力してもセンサ（圧力センサα）からの検出情報が目標値までに到達しない（目標値よりも検出情報が小さい）場合などに効果的である。つまり、目標値を下げることで運動量を減らし、使用者に過度な負担を与えないなど、最初の目標値が使用者にとって高すぎた場合でも、使用者にとって無理なく安全に本装置１０を使用することが可能となる。このように目標値を検出情報（代表値Ｓ_ｎ）に応じて変化させることで、使用者に合った目標値を設定することが可能となる。

また、図１２に示すように目標値のみを変化させる構成を採用してもよい。図１２では図７のフローチャートのステップＳ３００とステップＳ４００の間に目標値を下げるように設定する構成を加えている。具体的には、マイクロコンピュータ１７は、圧力センサαからの検出情報の平均である代表値Ｓ_ｎを例えば新しい方から順にＳ_ｎ、Ｓ_ｎ−１、Ｓ_ｎ−２としてメモリ６３内に一時的に残しておき、それらを目標値と比較（ステップＳ３０１）し、目標値以下であった場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）には、目標値に所定量（１未満）を掛け合わせることで目標値を下げて新しい目標値とする（ステップＳ３０２）。その後、上記実施形態でも述べたステップＳ４００に移行する。また、マイクロコンピュータ１７は、Ｓ_ｎ、Ｓ_ｎ−１、Ｓ_ｎ−２が目標値より大きい場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）では、目標値を変更せずに、上記実施形態でも述べたステップＳ４００に移行する。前述したように、目標値を検出情報（代表値Ｓ_ｎ）に応じて変化させることで、使用者に合った目標値とすることが可能となる。また、目標値より検出手段からの検出情報（代表値Ｓ_ｎ）が所定時間小さい場合、揺動動作を安全に遂行すべく目標値が小さくなるよう設定される。これにより、体力が落ちてきた場合や最初の目標値が高すぎた場合であっても、使用者にとって無理なく安全に本装置１０を使用することが可能となる。

・上記実施形態では、特に言及していないが、目標値（閾値３Ｖ）より検出手段としての圧力センサαからの検出情報が所定時間小さい場合、往復運動を安全に遂行すべく特に目標値は変えずに、例えば「ＯＫです．ｗａｖ」の音声データ等、安全側のフィードバック刺激としての音声を記憶したデータをスピーカ６８から出力する構成を採用してもよい。このような構成とすることで、使用者に対して過度の負荷となるような姿勢への誘導とならないようにすることができ、本装置１０を安全に使用することが可能となる。

・上記実施形態では、特に言及していないが、圧力センサαから得られる検出情報としての代表値Ｓ_ｎが目標値（閾値３Ｖ）に所定時間近づかなかったり、目標値から遠ざかったりした場合、フィードバック刺激としての音声をスピーカ６８から出力しない、つまりフィードバック刺激の出力を停止させてフィードバック制御を中断する構成を採用してもよい。

具体的には、マイクロコンピュータ１７は、図１３に示すように圧力センサαからの検出情報の平均である代表値Ｓ_ｎを新しい方から順にＳ_ｎ、Ｓ_ｎ−１、Ｓ_ｎ−２としてメモリ６３内に一時的に残しておき、Ｓ_ｎとその前データであるＳ_ｎ−１との差Ｕ_ｎを算出するとともに、Ｓ_ｎ−１とその前データであるＳ_ｎ−２との差Ｕ_ｎ−１を算出する（ステップＳ３１０）。そして、マイクロコンピュータ１７は、差Ｕ_ｎと差Ｕ_ｎ−１とがともに０未満であるか判断（ステップＳ３２０）し、差Ｕ_ｎと差Ｕ_ｎ−１とがともに０未満である場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）に、「疲れてきたら、無理をしないで下さい」と記憶された音声データをスピーカ６８から出力する（ステップＳ３３０）。マイクロコンピュータ１７は、差Ｕ_ｎと差Ｕ_ｎ−１とがともに０以上であると判断された場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、上記実施形態でも述べたステップＳ４００に移行する。ステップ３３０終了後、マイクロコンピュータ１７は、使用者に対し、音声による運動姿勢を誘導するフィードバック制御を終了するか否かを例えばスピーカ６８にて報知し（ステップＳ３４０）、使用者が例えば図示しないスイッチにて終了すると選んだ場合（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、フィードバック刺激としての音声出力を停止し、音声による運動姿勢を誘導するフィードバック制御を中断する（ステップＳ３５０）。また、マイクロコンピュータ１７は、音声による運動姿勢を誘導するフィードバック制御を終了するか否かを例えばスピーカ６８にて報知した後に、使用者が例えば図示しないスイッチにて終了すると選んだ場合（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、上記実施形態でも述べたステップＳ４００に移行する。

上述したように、検出情報が目標値に近づかない場合には、使用者に対して目標値が高すぎる、若しくは、疲れてきたと判断し、フィードバック刺激（音声）の出力を停止して、使用者を強引に目標値に誘導するのではなく使用者が好む姿勢にて無理なく安全に運動することが可能となる。

・上記実施形態では、１つのセンサ（圧力センサα）にてその目標値との差に基づいてフィードバック刺激としての音声をスピーカ６８から出力するように構成したが、複数のセンサ（圧力センサα及び角度センサβ）を用いてフィードバック刺激としての音声をスピーカ６８から出力する構成を採用してもよい。

また、上記構成に加えて、目標値とセンサによる検出情報（代表値Ｓ_ｎ）との差が遠い若しくは悪いと判断された方から順にフィードバック刺激としての音声をスピーカ６８から出力して運動姿勢を誘導する構成を採用してもよい。具体的には、図１４に示すように各センサα，βにおける目標値がいずれも３Ｖであった場合において、例えば圧力センサαの検出情報（代表値Ｓｎ）が１Ｖで、角度センサβの検出情報（代表値Ｓ_ｎ）が２Ｖ若しくは３Ｖであった場合、マイクロコンピュータ１７は、図１４に示すように圧力センサαの検出情報がよくなるようにフィードバック刺激（音声など）を出力すればよい。つまり目標値から最も離れた部位から順にその部位の検出情報（代表値Ｓ_ｎ）と目標値との差に応じてフィードバック刺激（音声）を出力することで、その部位を動かすだけで的確に目標の（目標値の）運動姿勢とすることができる。

また、各センサα，βに応じて優先順位を付加しておき、その優先順位に基づいてフィードバック刺激としての音声をスピーカ６８から出力するような構成を採用してもよい。例えば、図１５（ａ）に示すように使用者の下半身（脚）を延ばして突っ張った状態から図１５（ｂ）に示すように使用者の下半身（脚）が折り曲げられた状態に誘導させたいとする。このような場合、内腿の締め付け力よりも膝の角度を先に小さくなるように誘導させる必要がある。そのため、図１５（ｃ）に示すように、膝角度が目標値「小」で無い場合、角度センサβの検出情報（代表値Ｓ_ｎ）をよくするようにフィードバック刺激としての音声をスピーカ６８から出力することで、使用者に対して膝角度の注意を促すことができる。そして、膝角度が目標値「小」となった場合に、圧力センサαの検出情報（代表値Ｓ_ｎ）を良くするようにフィードバック刺激としての音声をスピーカ６８から出力するようにすればよい。つまり、各センサα，βの検出情報と目標値との差に関わらずフィードバック刺激（音声）を出力する優先順位をつけてそれに応じてフィードバック刺激（音声）を出力することで、目標の運動姿勢に誘導させる際に重要となる動作順序を使用者は意識することなく、的確に目標の運動姿勢に誘導することが可能となる。

・上記実施形態では、特に言及していないが、例えば使用者に対して励ましや癒しとなるように音声データを変更し、音声の感性情報を変えるように構成してもよい。具体的には、図１６（ａ）に示すＦＢデータ選択テーブルに対して、図１６（ｂ）に示すように励ますような感性情報を含む音声データを指し示すＦＢデータ選択テーブルに変更したり、図１６（ｃ）に示すように癒すような感性情報を含む音声データを指し示すＦＢデータ選択テーブルに変更したりしてもよい。この場合、目標値と検出情報（代表値Ｓ_ｎ）との差に応じて感性情報の度合い、このような構成とすることで、単調なフィードバック刺激とならずに、使用者のモチベーションを維持することが可能となる。

・上記実施形態では、特に言及していないが、使用者の身体部位と接触する名称を利用してフィードバック刺激を出力する構成を採用してもよい。例えば、図１７（ａ）に示すように脚を突っ張った状態から、図１７（ｂ）に示すように膝下が鉛直方向下向きとなる位置まで動作させる場合に、図１８に示すように「あぶみを下げましょう」という音声が記録された「あぶみを下げましょう．ｗａｖ」が選択されるような構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、特に言及していないが、使用者の身体部位を利用してフィードバック刺激を出力する構成を採用してもよい。例えば、図１７（ｃ）に示すように膝下を曲げた状態から、図１７（ｂ）に示すように若干膝を伸ばした状態となる一まで動作させる場合に、図１９に示すように、「膝をもう少し伸ばして」という音声が記録された「膝を少し伸ばして．ｗａｖ」が選択されるような構成や、図２０に示すように「膝をゆっくり広げましょう」という音声が記録された「膝をゆっくり広げましょう．ｗａｖ」が選択されるような構成を採用してもよい。このように、身体部位の名称を用いて使用者を目標の（目標値の）運動姿勢と誘導することができ、その身体部位に対して使用者の注意を向けることができるため、効果的に目標の運動姿勢へと誘導することが可能となる。

・上記実施形態では、音声にてフィードバック刺激を出力する構成としたが、これに限らない。例えば、音声ではなく、ＢＧＭ等の音でもよい。また、映像等にてフィードバック刺激を出力する構成でもよく、例えば図６において破線にて示すように、制御回路６２と接続されたＬＣＤドライバ７１にて、映像データ記憶部７２内に予め記憶された映像データをＬＣＤ（液晶ディスプレイ）７３に出力（表示）して報知する構成などが考えられる。また、座部１３の動作パターンや動作量を変更するようにしてフィードバック刺激を出力する構成を採用してもよく、例えば図６において破線にて示すように、制御回路６２により、前述した座部揺動装置１２を制御し、座部１３の動作速度を下げたり、座部１３の揺動における座部１３の傾斜を水平に近づける等、運動負荷を軽くすることが考えられる。また、その運動負荷を軽くすることを音声や映像等の表示にて報知してもよい。

・上記実施形態では、特に言及していないが、フィードバック刺激を出力する際に、エフェクトをかけて出力する構成を採用してもよい。尚、音声やＢＧＭ等にてフィードバック刺激を出力する場合のエフェクトとしては、音量、音質、音程、ピーク周波数などを変えて出力するとよい。これらエフェクトは、目標値と検出情報（代表値Ｓ_ｎ）との差に応じてその度合いを変えるようにすることが望ましい。このような構成とすることで、単調なフィードバック刺激とならずに、使用者のモチベーションを上げることが可能となる。

・上記実施形態及び別例では、検出手段として圧力センサα及び角度センサβにて構成したが、例えば図６にて破線で示すように画像センサγを用いて構成してもよい。
・上記実施形態では、代表値Ｓ_ｎをセンサαから出力される検出情報を所定期間サンプリングした内の平均値としたが、これに限らず、例えばピーク値であってもよい。

・上記実施形態では、座部１３を８の字状に動作させて乗馬に模した揺動動作を可能な構成としたが、これに限らない。例えば、前後方向若しくは左右方向のみに揺動可能な構成を採用してもよい。

本実施形態における揺動型運動装置の全体構成を示す側面図。 座部揺動手段の側面図。 座部揺動手段の平面図。 座部揺動手段の側面図。 揺動型運動装置におけるセンサについて説明するための説明図。 揺動型運動装置のシステム構成の概略を示すブロック図。 音声によるフィードバック刺激の出力方法を説明するためのフローチャート。 ＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 （ａ）（ｂ）は、別例におけるＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 別例におけるＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 別例におけるＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 別例における音声によるフィードバック刺激の出力方法を説明するためのフローチャート。 別例における音声によるフィードバック刺激の出力方法を説明するためのフローチャート。 別例におけるＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 （ａ）（ｂ）は、別例における運動姿勢について説明するための説明図であり、（ｃ）は、ＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、別例におけるＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、別例における運動姿勢について説明するための説明図。 別例におけるＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 別例におけるＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。 別例におけるＦＢデータ選択テーブルについて説明するための説明図。

符号の説明

１０…揺動型運動装置、１２…座部揺動手段及びフィードバック刺激出力手段を構成する座部揺動装置、１３…座部、１７…制御手段及びフィードバック刺激出力手段を構成するマイクロコンピュータ、６２…制御手段を構成する制御回路、６８…フィードバック刺激出力手段及び報知手段を構成するスピーカ、７３…フィードバック刺激出力手段及び報知手段を構成するＬＣＤ、α…検出手段としての圧力センサ、β…検出手段としての角度センサ，γ…検出手段としての画像センサ。

Claims (10)

1. 使用者が着座可能な座部を少なくとも一方向に往復運動させる座部揺動手段と、該座部揺動手段を制御して前記座部を往復運動させる制御手段とを備えた揺動型運動装置であって、
   前記座部に着座した前記使用者の運動姿勢を検出する検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段にて得られる検出情報及びその検出情報の目標値との比較を行い、前記使用者の運動姿勢が前記目標値に近づくようなフィードバック刺激を前記検出情報と前記目標値との差に応じて出力するフィードバック刺激出力手段を備えたことを特徴とする揺動型運動装置。
2. 請求項１に記載の揺動型運動装置において、
   前記フィードバック刺激出力手段は、時間経過に伴って同様の内容にて表現の異なるフィードバック刺激を出力するように構成されたことを特徴とする揺動型運動装置。
3. 請求項１又は２に記載の揺動型運動装置において、
   前記フィードバック刺激出力手段は、前記検出手段からの検出情報が前記目標値に近づくような前記フィードバック刺激を選択及び出力しているにも関わらず、前記目標値に所定時間近づかない場合、前記目標値若しくは前記フィードバック刺激を前記検出情報に基づいて再設定することを特徴とする揺動型運動装置。
4. 請求項３に記載の揺動型運動装置において、
   前記フィードバック刺激出力手段は、前記目標値より前記検出手段からの検出情報が所定時間小さい場合、前記往復運動を安全に遂行すべく前記目標値を小さく設定若しくは安全側の前記フィードバック刺激を出力することを特徴とする揺動型運動装置。
5. 請求項１又は２に記載の揺動型運動装置において、
   前記フィードバック刺激出力手段は、前記検出手段からの検出情報が前記目標値に近づくようにフィードバック刺激を選択しているにも関わらず、前記目標値に所定時間近づかない場合、前記フィードバック刺激の出力を停止させることを特徴とする揺動型運動装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、
   前記検出手段は、前記使用者の身体の各部位の姿勢を検出すべく複数設けられ、前記フィードバック刺激出力手段は、複数の前記検出情報の内で最も前記目標値から離れた検出情報を出力された前記検出手段から順に、その検出情報と前記目標値との差に応じた前記フィードバック刺激を出力するように構成されたことを特徴とする揺動型運動装置。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、
   前記検出手段は、前記使用者の身体の各部位の姿勢を検出すべく複数設けられるとともに、それぞれに前記フィードバック刺激を出力する優先順位が設定されており、
   前記フィードバック刺激出力手段は、前記優先順位に基づいてフィードバック刺激を出力するように構成されたことを特徴とする揺動型運動装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、
   前記フィードバック刺激出力手段は、音及び映像の少なくとも一方によって使用者に報知を行う報知手段を有し、その報知手段によって報知を行う際に前記検出情報と前記目標値との差に応じたエフェクトをかけて出力するように構成されたことを特徴とする揺動型運動装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、
   前記フィードバック刺激出力手段は、前記検出情報と前記目標値との差に応じた前記フィードバック刺激に含まれる感性情報を変えて前記フィードバック刺激を出力することを特徴とする揺動型運動装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の揺動型運動装置において、
    前記フィードバック刺激出力手段は、前記使用者の身体部位の動作イメージを促すような前記フィードバック刺激を出力することを特徴とする揺動型運動装置。

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