以下に、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、ここで、上記図面は、本発明の説明のためのものであり、各構成要素の大きさや比率等が、実際のものとは異なる場合が有り、また、同一の構成要素については、他の形態を採り得るものについても、同一の記号を用い、重複する説明や構成又は記号の表示については、一部省略する場合がある。
図1は、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の構成例を図示したものであり、このうち、(A)は上面図、(B)は左側面図、(C)は正面図、(D)は背面図を示したものである。なお、上記図1(B)中の白抜きの矢印と、鎖線で示した150′及び150′′とは、後述する足部保持体150の回動方向の例を仮想的に示したものである。また、図2は本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の斜視図を示したものであり、(A)は下腿部保持体110側から見たものであり、(B)は足部保持体150側から見たものである。
本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100は、例えば、上記図1及び図2で示したように、基本的には、外観上は、下腿部保持体110と、上記下腿部保持体110の両側面に設けられた伝動部130と、上記伝導部130の上記下腿部保持体110とは反対側寄りに設けられた足部保持体150とからなっており、さらに、上記下腿部保持体110には、後述する図3に示すように駆動部170と、図示しない制御部190とが内蔵されている。
そして、上記伝動部130には、後述する図3、4等に示すように、相互にチェーン133の巻廻された第1のスプロケット131と第2のスプロケット132とが備えられ、上記第1のスプロケット131には上記駆動部170の駆動軸171が同軸に接続され、上記第2のスプロケットには上記足部保持体150の回動の中心となる回動軸151が同軸に接続されている。また、上記第1のスプロケット131には、その内周の一部に沿って円弧状の孔部131Hが設けられており、その円弧状の孔部131Hには上記下腿部保持体110の側面から突出して設けられたピン111の一部が、上記孔部131Hの内周側に係合するように挿入されている。
そのため、上記構成からなる本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100を使用する方法の概略を説明すれば、最初に、後述する図5に示すように、使用者の下腿部Ulを上記下腿部保持体110に保持して、上記伝動部130を上記第1のスプロケット131の周りで孔部131Hに沿って回動させることで上下させつつ、使用者の足部Ufの足裏を上記足部保持体150の足裏当接部153に、クッション部材155を介して当接させる。
そして、その上で、上記制御部190を後述する操作盤600等により操作して、駆動部170を駆動させる。そうすると、上記駆動部170の駆動軸171が上記制御部190の制御に基づいて駆動し、上記足部保持体150の回動軸151を、上記伝動部130に設けた上記第1のスプロケット131、上記チェーン133、及び上記第2のスプロケット132を介して回動させて、使用者の足首に所定のストレッチ運動等の他動的な運動を加えることになる。
したがって、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100では、上記足部保持体150の回動を通じて使用者の足首の踵部分を、静的ストレッチ運動を挟んで、背屈方向乃至底屈方向に交互に回動することにより、使用者の関節可動域訓練と静的ストレッチングとを行うことが可能である。
次に本発明の実施形態である上記装置100の各構成要素について図3等を用いて説明する。なお、ここで上記図3は、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の分解斜視図を示したものである。
上記本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の構成要素のうち下腿部保持体110は、本装置100の上記使用者の足首部分の姿勢を安定して保持するために、上記使用者の下腿部を保持するものである。
そのため、上記下腿部保持体110は、スチール材等により、図3に示すように、全体的には概ね長方形状の箱型形状の筐体により構成されており、上記箱型形状を構成する筐体の底面部は、後述する足部保持体150が伝導部130を介して接続される方向に向かって延伸して設けられていて、上記足部保持体150の設けられた方向側から掛かる荷重に対しても、安定して水平面上に載置できるようになっている。
そして、上記下腿部保持体110を構成する筐体の上面側には、接続具113を介して、蓋部115が接続され、上記蓋部115の上面側には更にクッション部117が設けられている。
このうち、上記蓋部115は、上記同様スチール材等により構成され、使用者の下腿部Ulが上記クッション部117を介して載置された場合の載置面の保持に用いられる。また、上記蓋部115の長手方向の側面には、ベルト通し穴115Hを適宜設けることも可能であり、その場合には、上記下腿部保持体110に載置した使用者の下腿部Ulをベルクロテープ等のベルトにより安定的に保持することも可能である。なお、上記蓋部115を始め、上記下腿部保持体110を含む本装置100は、一定の強度を備えれば軽量である方が使用者の取り扱いが更に容易となる。そのため、上記蓋部115にあっても、適宜軽量化のためのスリットを形成したり板面上に孔を設けたりして、軽量化を図ることも可能である。
また、上記クッション部117は、上記下腿部保持体110の蓋部115の上面側に設けて、使用者が下腿部Ulを載置する場合の使用感と安定感の向上を図るものであり、ウレタンフォーム等の柔軟な素材により形成される。
また、上記下腿部保持体110の筐体内部には、更に、後述する駆動部170と図示しない制御部190とが設けられている。そして、上記駆動部170からは、上記下腿部保持体110の筐体の長手方向の両側面であって、後述する足部保持体150が伝導部130を介して接続される方向寄りに、駆動軸171が突出して形成されていて、上記伝動部130に設けられている後述する第1のスプロケット131の軸に接続されている。
また、更に、上記下腿部保持体110の筐体の上記駆動部170の駆動軸171が突出して形成されていている部分の近傍には、ピン111が突出して形成されており、上記ピン111の他端側は、上記伝動部130の第1のスプロケット131の内周の一部に沿って設けられた孔部131H内に、上記孔部131Hの動きを規制するように係合されている。
そのため、上記伝動部130の第2のスプロケット132側は、上記孔部131Hが上記ピン111に沿って上記第1のスプロケット131の周りを一定範囲内で回動可能になっており、このように回動可能に形成されていることにより、上記伝動部130の第2のスプロケット132側は、下腿部保持体110の筐体の側から見て上下方向に移動され、使用者の足首の位置に合わせて上記足部保持体150の高さを調節することが可能である。
なお、上記下腿部保持体110の筐体外部には、上記の他に、電源コネクタ部118と情報処理端末コネクタ部119と操作盤接続部116などが設けられており、それぞれ、電源や後述する操作盤600、或いは図示しない情報処理端末などに接続できるように構成されている。
次に、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の構成要素のうち、伝動部130について説明する。ここで上記伝動部130は、上記下腿部保持体110の筐体内に設けられた駆動部170の動力を伝動して、足部保持体150を回動させ使用者の足首のストレッチ運動等を行うものである。
そのため、上記伝動部130は図3及び図4に示すように、上記下腿部保持体110の長手方向の両側面の短辺寄りの方向に2つが設けられている。そして、それぞれの内部は、第1のスプロケット131と第2のスプロケット132及びこれを相互に回動可能に巻き廻されたチェーン133並びに上記チェーン133のためのテンショナ135とを主要部品としており、これらが、両短辺側が丸みを帯びた長方形状の平板137に保持されて、これらを囲むカバー139により一体に構成されている。なお、ここで、上記図4は、上記伝動部130の内部を上記カバー139の一部を透視して示した、本発明の足首ストレッチ装置100の左側面図であり、ここでは後述する足部保持体150が上記伝導部130との間で採っている上記回動動作前の初期状態の角度(基準進角)と、回動により移動した底屈方向と背屈方向の仮想的な位置をそれぞれ150`と150``で示しており、上記伝導部130の後述する第2のスプロケット132側が第1のスプロケット131の周りで回動する方向を、斜線で表示した矢印により示している。
上記伝動部130のうち、上記第1のスプロケット131は、スチール材等により構成されていて、上記伝動部130の上記下腿部保持体110寄りに設けられており、上記第1のスプロケット131には上記下腿部保持体110に設けられた駆動部170からの駆動軸171が同軸に接続されるようになっている。
そして、上述したように、上記第1のスプロケット131の内周の一部に沿っては、円弧状の孔部131Hが設けられており、上記円弧状の孔部131Hには、上記下腿部保持体110から突出して設けたピン111が係合するように設けられている。そのため、上記ピン111に沿って上記円弧状の孔部131Hを有する第1のスプロケット131が回動可能であることから、前記伝動部130の第2のスプロケット132側が、上記図4に斜線で表示した矢印で示したように、上記第1のスプロケット131の周りに一定範囲内で回動可能になっていて、上記のような回動は、上記下腿部保持体110の両側面に設けられた上記2つの伝動部130で連動して行われる。なお、ここで、上記一定範囲とは、上記伝動部130の足部保持体150側を上下して、使用者の足首の位置に合わせて上記足部保持体150の高さを調節するものであるため、平均的な使用者の体格を想定して、その範囲が定められる。
また、上記第2のスプロケット132も、スチール材等により構成されていているが、上記第2のスプロケット132は、上記伝動部130の足部保持体150寄りに設けられており、上記第2のスプロケット132は、上記足部保持体150に設けられた回動軸151に同軸に接続されるようになっている。
また、上記のうちチェーン133は、スチール材等により構成され、上記第1のスプロケット131と上記第2のスプロケット132の周囲に巻き廻して、動力の伝達を行うローラチェーンである。そして、上記チェーンの133の側面には上記チェーン133のたるみ等を調整するテンショナ135が設けられている。そのため、本実施形態では上記第1のスプロケット131が駆動軸171の回動により回動すると、上記チェーン133を介して上記第2のスプロケット132が回動し、その動力を足部保持体150の回動軸151に伝達できるようになっている
なお、本実施形態では、上記のように2つのスプロケットとチェーンにより駆動部170による駆動軸171の動力を足部保持体150の回動軸151に伝達している。しかし、上記伝動部130による動力の伝達方法は、これに限らず、例えば、ベルトとプーリ等を用いるものであっても良い。
また、上記伝動部130の各構成要素を保持する伝動部の平板137と伝動部のカバー139は共にスチール材等により構成されているが、これに限らず、例えば、上記カバー139についてFRP等を用いることも可能である。本発明の上記実施形態の他の構成要素にも共通するが、一定の強度等を有すれば、軽量化を図りつつ素材の代替が可能だからである。
また、上記伝動部の平板137は、上記下腿部保持体110乃至上記足部保持体150に片面を向けている。そのため、上記伝動部130の上記第2のスプロケット132の近傍であって上記足部保持体150側に、(図示しない)突出したピンなどを設けて、上記足部保持体150に設けられたフレーム153fの回動範囲を物理的に限定するストッパとすることも可能である。そして、このようなストッパは、ここでは図示しないが、例えば、上記足部保持体150のフレーム153fの回動範囲を背屈方向に限定する背屈ストッパと、同じく底屈方向に限定する底屈ストッパとのそれぞれを設けることも可能である。
そのため、このようなストッパを設けた場合には、駆動部170や制御部190に何らかの不具合が生じた場合等であっても、使用者の足首部が回動可能な範囲を一定の限度に制限することが出来るため、使用者に不測の怪我等を生じさせないように構造面から安全確保のための処理をさらに向上させること可能である。
次に、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の構成要素のうち、足部保持体150について説明する。ここで上記足部保持体150は、上記使用者の足部Ufを本発明の実施形態である上記足首ストレッチ装置100に保持して、上記使用者の足首部を踝部分を中心にして背屈方向及び底屈方向に交互に回動させる機能を有するものである。
すなわち、これを更に具体的に言えば、上記足部保持体150は、上記使用者の足部Ufを本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100に保持して、上記伝動部130の第2のスプロケット132と同軸に接続した回動軸151の回動により、上記使用者の足首部を踝部分を中心にして背屈方向及び底屈方向に交互に回動させる際に、上記使用者の足部側を保持しつつ、上記踝部分の動きに連動して足部の保持を行う機能を有するものである。
そのため、上記足部保持体150は、上記下腿部保持体110を構成する筐体の片側の短辺側寄りに、上記伝動部130の内側に収まるように配置されている。
そして、上記足部保持体150は、上記使用者の足部Ufの足裏を当接させる足裏当接部153と、上記足裏当接部153の内面に張り合わされたクッション部材155と、上記足裏当接部を構成するフレーム153fと上記フレーム153fに設けられた回動軸151とを主要な構成要素としている。
このうち、上記足裏当接部153は、スチール材等により構成され、上記使用者の足部Ufの足裏を当接して安定的に保持するための、概ね長方形状の平板状に構成された部分と、上記平板状に構成された部分の両側面から立設された2つのフレーム153fとからなっており、上記2つのフレーム153fは、使用者の足首を踝部分の両側面から挟むように構成されていて、これを右側面から見た場合には、概ねL字形状に構成されている。
また、上記2つのフレーム153fの上端側寄りには回動軸151が設けられており、上記回動軸151は円柱状の形態を有しており、上記2つのフレーム153fの上端側の両側面から、上記2つのフレーム153fから相互に離れる方向に、使用者の足首の踝部分を挟むように、同軸上に立設して形成されている。
そして、これら回動軸151は、上述したように上記伝動部130の第2のスプロケットと同軸に接続され、上記回動軸151の回動により、上記足部保持体150全体を上記回動軸151の周りに回動できるように構成されている。
また、更に、上記2つのフレーム153fの後方の上記下腿部保持体110側、すなわち、上記足裏当接部153に使用者の足部を当接させた場合に踵から足首が置かれる方向の側には、ベルト通し孔153fHを設ける構成としても良い。そのため、そのような構成を採用した場合には、上記2つのフレーム153fのベルト通し孔153fHの間に踵部保持ベルト159等を通し、当該踵部保持ベルト159等にクッション材などを巻きつけて使用者の足に当たる部分の触感を良くして、上記使用者の踵から足首にかかる部分を後方から、安定的に保持することも可能である。
また、上記足裏当接部153の平板状に形成された部分は、上記のように使用者の足の足裏部を上記クッション部材155を介して当接させる部分であり、上記平板状に形成された部分の足裏を当接させる部分の両側には、上記下腿部保持体110や上記フレーム153fと同様に、ベルト通し穴153Hを適宜設けることも可能である。そのためこのようなベルト通し穴153Hを設けた場合には、上記足裏当接部153に当接して載置した使用者の足部Ufをベルクロテープ等の足部保持ベルト157により安定的に保持することも可能である。
また、上記足裏当接部153の上面及び上記フレーム153fの内面側に張り合わされたクッション部材155は、上記足裏当接部153に使用者が足を乗せて当接したり、上記フレーム153fの内側面に接触したりする場合に、上記下腿部保持体110に設けたクッション部117と同様に、上記使用者が足部Ufを載置する場合等の使用感と安定感の向上を図るものであり、ウレタンフォーム等の柔軟な素材により形成される。
また、上記足裏当接部153が上記回動軸151の周りで回動可能な角度範囲(最大回動角度)は、任意に定めることが可能である。そのため、例えば、上述した図4に示したように、伝導部130の角度(前記第1のスプロケット131の中心と前記第2のスプロケットの132中心とを結んだ線が水平面となす角度)を適当に定めて、上記足裏当接部153を構成する平面状に形成された部分が水平面となす角(基準進角)を40°とした場合に、背屈方向(縮み動作が行われる方向)の最大回動角度を120°、底屈方向(伸び動作が行われる方向)の最大回動角度を20°などとして定めることも可能である。なお、上記最大回動角度は、実際の使用の際に上記最大回動角度まで足裏当接部153が回動するとは限らず、後述するように、上記足部にかかると推定されるトルクが、予め設定したトルクの上限(上限トルク)に達した場合には、上記最大回動角度に至る前に反転して回動が行われる。
次に、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の構成要素のうち、駆動部170について説明する。ここで上記駆動部170は、上記足部保持体150の回動軸151に、上記伝動部130を介して動力を提供し、上記回動軸151を回動して上記足部保持体150により使用者の足部の他動的なストレッチ運動などを行わせるための動力を提供するものである。
本実施形態では、上記駆動部170は、上述したように、上記下腿部保持体110の筐体の内部に収納されている。そして上記駆動部170は、図3に示すように、サーボモータ173や減速機ユニット175並びに複数の伝達ギヤ177などから構成されており、上記サーボモータ173から提供される動力は、上記減速機ユニット175等を介して、駆動軸171に伝達される。
また、上記駆動軸171は、上記下腿部保持体110の両側面に設けられた2つの伝動部130の第1のスプロケットと同軸に接続されていて、上記駆動軸171の回動により、上記2つの伝動部130を連動して動かすことが可能である。
なお、上記駆動部170の構成は上述したものに限られず、上記駆動軸171を回動可能に構成されていれば、どの様なものを採用しても構わない。そのため、例えば、上記サーボモータ173に代えて各種DCモータ等を採用しても良く、ブラシ付きやブラシレスモータ等の種類も問われない。また、上記のように動力源となるモータは、軽量化の観点等からは単一で用いることが望ましいが、複数用いるものであっても構わない。
また、更に、上記駆動部170の上記サーボモータ173と上記駆動軸171との連結部や減速機ユニット175などにシャーピンを設ける構成とすることも可能である。そして、このようなシャーピンを設けることにより、予め設定した駆動トルク以上になると上記シャーピンが破損して、上記駆動軸171の回動が行われないようにすることで、使用者の足部に過大なトルクが加わることを防止できるようにして、更に効果的に使用者の安全を確保することも可能である。
次に、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の構成要素のうち、制御部190について説明する。ここで上記制御部190は、上記駆動部170の駆動を制御することにより、本発明により使用者が足部Ufの他動的なストレッチ運動を行う際の制御を行うことを目的とするものである。
本実施形態では、上記制御部190は、上記駆動部170と同様に、上記下腿部保持体110の筐体の内部に収納されており、上記駆動部170とは隣接して配設されていて、図3には図示しないが、上記駆動部170が設けられている上記下腿部保持体110の筐体内の足部保持体150側とは反対側に設けられている。そして、上記制御部190には、(図示しない)外部から電源コネクタ部118を介して電源(例えばAC100V)が供給されており、上記制御部190はこれを用いて、上記駆動部170に制御と駆動のための電力を供給している。
また、上記制御部190には図示しないトルクセンサとタイマとが接続されている。
上記トルクセンサは、例えば、上述した駆動部170のサーボモータなどに設けて構成することが可能であり、上記トルクセンサにより、上記足部保持体150の回動に伴う反力を検出して、上記使用者の足首部の関節及びその周辺筋肉(アキレス腱等を含む)にかかる負荷を間接的に検出することが可能である。そのため、本実施形態では、上記トルクを検出し、上記トルクを使用者の足部にかかる反力(負荷)と推定しており、上記トルクのうち予め設定した最大値を最大トルク(最大負荷又は上限トルクという場合もある)とすることにより、上記制御部190では後述するような回動動作の制御が可能になっている。なお、上記トルクセンサの形式や種類は特に限定するものではない。そのため、例えば、上記サーボモータの電流変動などに基づいてトルクを検出するものであっても構わない。
また、上記タイマは上記本発明の実施形態に係る足首ストレッチ装置100の基本動作や後述する最大トルク保持時間(最大ストレッチ時間)等の計測に用いられ、本足首ストレッチ装置100の制御に使用される。
また、上記制御部190には、上記足首ストレッチ装置100では、下腿部保持体110の筐体に設けられた操作盤接続部116を介してケーブル650を通じて、操作盤600が接続されている。
上記操作盤600は、上記制御部190に使用者の指示を入力するためのものであり、上記操作盤600の操作面は、例えば、図6に示したように構成されている。なおここで、上記図6は、操作盤の構成例を示した斜視図である。
上記操作盤600には、スタートスイッチ610とストップスイッチ630とが設けられていて、上記制御部190とはケーブル650により接続されている。
そして、上記操作盤600のうちスタートスイッチ610は、上記実施形態では、本発明による足首ストレッチ装置100の回動動作の開始を指示するスイッチであるが、その他に、上記足部保持体150の回動による背屈方向の縮み強さと底屈方向の伸び強さとの最大値を指示する最大トルク(上限トルク)の調整も可能に構成されている。
そのため、ここでは,上記スタートスイッチ610を長押しすると上記装置100が駆動し、駆動した後に、上記スタートスイッチ610を更に短い時間で押下すると、押下するごとに上記最大トルクが、予め設定した範囲内で、予め設定した大きさごとに上昇する。そして、上記スタートスイッチ610の押下による指示により上昇した最大トルクが、上記予め設定した範囲の最大値に到達した場合には、次の押下により、上記予め設定した範囲の最小値に戻されて、その次の押下により、再び上昇するように構成されている。
また、上記操作盤600のうちストップスイッチ630は、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の回動動作の停止を指示するものであり、また、上記スタートスイッチ610を長押しすると上記装置100の駆動を停止することもできる。
そのため、上記のような操作盤600によれば、使用者は、基本的には上記2つのスイッチのみで、極めて簡便に上記足首ストレッチ装置100の使用をすることが可能である。
なお、ここでは表示しないが上記操作盤600の代わりに、上記と同様な機能を有するスイッチを上記足首ストレッチ装置100の下腿部保持体110に設ける構成として、下腿部保持体110に設けたスイッチにより上記足首ストレッチ装置100を使用する構成とすることも可能である。また、上記操作盤600や上記下腿部保持体110にスイッチを設けた場合の上記スイッチの各機能は、予め設定しておく他に、後述するような情報処理端末を用いた操作や制御ソフトの入れ替えなどにより、任意に変更することも可能である。そのため、例えば、上記操作盤600のスタートスイッチ610を上記最大トルクではなく回動速度の変更を行うために使用するなど、任意にどちらにも使用できるように設定しておくことも可能である。
また、上記制御部190には、パソコンなどの情報処理端末などを、上記下腿部保持体110の筐体に設けた情報処理端末接続部119を介して接続可能としても良く、そのような接続を行った場合には、前記情報処理端末により、上記回動による動作の設定又は操作が可能である。そして、これらの設定では、例えば、使用者の個別の希望に合わせて、上記最大トルクや、足部保持体150により底屈運動や背屈運動などを行う回動時間や回動速度乃至ストレッチ運動の持続時間、また、上記操作盤600で操作可能な最大トルクの範囲や、上記足首ストレッチ装置100全体の駆動時間などの設定が可能であり、上記足首ストレッチ装置100を直接操作することも可能である。
そのため、上記パソコンなどの情報処理端末を上記制御部190に接続した場合には、上記操作盤600の操作によらず、或いは上記操作盤600による操作と共に、上記足首ストレッチ装置100の駆動と制御を行うことも可能である。
次に、上記のような構成を有する、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100の使用者による使用方法と上記足首ストレッチ装置100の動作について説明する。
以上のように構成される本発明の実施形態である上記足首ストレッチ装置100を使用する場合には、基本的には使用者の下腿部を図5の記載及び次に記載するように保持すると共に、使用者により次の操作が行われる。なお、上記図5は、本発明の実施形態である足首ストレッチ装置100に、使用者の下腿部Ulと足部Ufとを保持した例を図示した左側面図であり、上記図5では、足部保持体150の足裏当接部153のベルト通し孔153Hと、足裏当接部のフレーム153fのベルト通し孔153fHとに、それぞれ足部保持ベルト157と踵部保持ベルト159を通して足部を保持する例を示している。
上記のように、使用者が本足首ストレッチ装置100を使用する際には、最初に、本足首ストレッチ装置100を水平面上に載置する。
そのため、使用者の状態に合わせて、本足首ストレッチ装置100を床面上に載置したり、或いは、使用者が寝たきりなどの状態の場合には、介助者等の使用者の補助者が、本足首ストレッチ装置100をベッド等の上に載置したりすることになる。なお、本足首ストレッチ装置100は上記のように水平に載置して使用することが望ましいが、必ずしもこれに限定されず、使用者の状態や必要に応じて、水平以外の方向にして用いることも可能である。
そして、上記のように本足首ストレッチ装置100を水平面上に載置したら、上記図5に示したように、使用者の下腿部Ulを上記下腿部保持体110に保持すると共に、上記使用者の足部Ufを上記使用者の足裏を足部保持体150の足裏当接部153にクッション部材155を介して当接して、足部保持ベルト157や踵部保持ベルト159等を用いることにより保持する。なお、この場合上記下腿部保持体110にもベルトを設けて使用者の足部を保持する構成としても良い。
また、上記足部保持体150に使用者の足部Ufを当接する際には、上記伝導部130の上記足部保持体150が接続された側が上述したように回動により上下して、使用者の体格差に応じて上記足部保持体110の位置が適切に調整されるようになっている。
そして、上記のように使用者の足部Ufを上記足首ストレッチ装置100に保持した後に、上記操作盤600により、上記足首ストレッチ装置100の駆動操作を行うことになるが、ここで、上記操作盤600によるスイッチ操作に応じた上記足首ストレッチ装置100の動作は、例えば、図7に示したフローチャートのようになる。
すなわち、上記図7に示すように、最初に、使用者は、スタートスイッチ610を長押しにより押下して、上記足首ストレッチ装置100の駆動を開始させる(ステップS10)。そして、上記駆動操作が行われると、本足首ストレッチ装置100は次のように上記足部保持体150の回動動作を行い使用者の足首の関節の回動による関節可動域訓練及び静的ストレッチ動作を行う(ステップS20)。
上記動作では、最初に、予め設定された速度に基づいて、上記足部保持体150を底屈方向(使用者の足首の筋肉を伸ばす方向)に回動する回動動作が行われる。ここで動作速度については特に限定を設けるものではないが、例えば、最大の回動速度を60(°/秒)程度の大きさにして、その後その範囲内で自由に調整できるように構成することも可能である。
そして、ここで、上記のように最初に回動動作を行う方向は、予め上記足首ストレッチ装置100の設定の際に決定しておくが、上記のように必ずしも底屈方向に限られず、背屈方向に行うものであっても良い。
また、上記予め行われる設定は、上記足首ストレッチ装置100の制御部に予め組み込んでおく設定情報に基づくものでも良いが、上記操作盤600に使用者による指示が可能な項目(例えば,回動速度、回動時間、静的ストレッチ持続時間、上限トルクの大きさ)に対応する指示ダイヤルを増設したり、上記制御部190にパソコン等の情報処理端末を接続可能に構成したりして、上記情報処理端末の指示に応じて、使用者が個別に設定したものであっても良い。
なお、ここで上記の背屈方向とは、一般的には、足首の背屈運動を行う方向であって、足首の踵部分を中心にして足先を下肢の膝方向(使用者の足首の筋肉を縮める方向)に曲げる方向であり、底屈方向とは、一般的には、足首の底屈運動を行う方向であって、足首の踵部分を中心にして足先を下肢の膝と反対方向に伸ばす方向をいう。
また、上記回動動作の際、使用者が、上記回動動作が速すぎる若しくは遅すぎると感じる場合には、上記操作盤600の上記スタートスイッチ610を押下して、あらかじめ設定した範囲で速度の調整を行うことが可能である(ステップS25)。
また、上記足部保持体150の回動動作の進行により、上記使用者の足部が底屈方向(若しくは背屈方向)に回動されてくると、次第に上記足部が曲がりにくくなり、それに応じて上記使用者の足首に掛かる反力(トルク)も増大する。そこで、本発明では、上記トルクの増大に応じて上記回動動作の速度が上記使用者等が指定した速度から次第に遅くするように構成することも可能である。そのため、これにより一層使用者の状態に応じた関節可動域訓練を行うことが可能である。
そして、上記回動動作の進行により、予め設定した上限トルク(最大トルク)に到達すると、本足首ストレッチ装置100は、回動動作を停止して、次に静的ストレッチ動作に移行する(ステップS30)。ここで、上記上限トルク(最大ストレッチ力)については限定を設けるものではないが、例えば、これを20(N・m)程度に設定し、調節可能に設定することも可能である。
また、ここで上記静的ストレッチ動作とは、予め設定した時間だけ、上記最大トルクに至った回動角で足部保持体150の回動動作を停止することである。
そのため、上記回動動作の停止により、使用者は、上記足部保持体150により一定の回動角度のまま上記足首を保持されるため、一定時間だけ静的ストレッチ運動をおこなうことが可能になる。
そして、上記静的ストレッチ運動を開始してから予め設定した時間が経過すると、本足首ストレッチ装置100の回動動作が再開して行われる(ステップS40)。
上記静的ストレッチ後の回動動作は、上記静的ストレッチ前の回動動作の方向(回動方向)と逆方向に上記足部保持体150を回動させるものである。そのため、上記本足首ストレッチ装置100の例では、底屈動作から駆動が始まっているため、最初の静的ストレッチ運動が行われた後は、背屈動作が行われる。
そして、同様に、上記背屈方向への動作が行われて、上記回動動作の進行により、予め設定した上限トルク(最大トルク)に到達すると、本足首ストレッチ装置100は、回動動作を停止して、上記同様に静的ストレッチ動作に移行し(ステップS50)、これを予め設定した時間だけ繰り返した後に動作を停止する。
また、上記動作の停止は、上記あらかじめ設定した時間に限られず、操作盤600のストップボタン630を押下することでも可能である(ステップS60)。そのため、使用者は、上記足首ストレッチ装置100が動作中であってもいつでも簡単に動作を停止させることが可能である。
そのため上記足首ストレッチ装置100によれば、使用者は極めて簡単かつ安全に、上記関節可動域訓練と静的ストレッチ訓練とを行うことが可能である。
従って、以上のように構成され動作する本発明によれば、例えば、寝たきりの状態にある患者に対しても用いることが可能であって、操作も容易であり、理学療法士等に依存しなくとも、低コストで、他動的な関節可動域訓練と静的ストレッチ運動とが可能である。
また、本発明では、使用者が、上記関節可動域訓練と静的ストレッチ運動とを行うに当たり、使用者の状態に応じて、使用者自身が、上記関節可動域訓練の動作速度や足首にかかる負荷(最大トルク)及び最大ストレッチ時間等の調整を行うことが可能であり、何らかの異常が有った場合には直ちに装置を停止させることも可能である。
そのため、上記患者乃至使用者が積極的に簡易に本発明による装置を利用することが可能であり、これを通じて、運動機能の回復のためのリハビリ訓練や循環系の機能の回復促進等を図ることが可能である。
なお、本発明の構成は上記記載の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各種の変形例を用いることが可能である。
そのため、例えば、上記操作盤に更に詳細な設定を行うためのダイヤル等を備えたり、或いは、使用者が操作する場合などに音声でガイドする構成を採用したりすることも可能である。また、上述した本足首ストレッチ装置100の駆動制御等の途中又は本足首ストレッチ装置100の全ての操作において、上記パソコンなどの情報処理端末などを用いて、本足首ストレッチ装置100の各構成要素を使用者によるマニュアルにより操作することを可能とする構成を採用したりすることも可能である。また、更に、上記操作盤に、いずれか1つの指示手段の前記プッシュスイッチを押下することで前記駆動部の回動を停止することを可能とする構成を採用し、使用者による非常停止手段が簡便になるような構成を採用することも可能である。