JP2017169899A - 運動誘導装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型・低コストかつユーザ利便性・操作性のよい運動誘導装置を提供する。
【解決手段】運動誘導装置１０は、ユーザＭが座る椅子２０とユーザＭとの間に設けられ、ユーザＭに接触するとともにユーザＭの所望の骨格筋に対して運動を誘導するための接触部３１ａ〜４９ａをそれぞれ備えた複数の空気袋３１〜４９と、各空気袋３１〜４９への給排気を調整することにより、接触部３１ａ〜４９ａをユーザＭ側およびユーザＭと反対側に移動可能、または／および接触部３１ａ〜４９ａにおけるユーザＭからの押圧に対する反力を調整可能である駆動機構５０と、駆動機構５０を駆動制御することにより、ユーザＭの所望の骨格筋に対して、等張性筋活動、等尺性筋活動および等速性筋活動のうち少なくとも何れか一を行わせる駆動制御部６１を備えている制御装置６０と、を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、運動誘導装置に関する。

運動誘導装置の一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図８に示されているように、運動誘導装置においては、臀部支持部１３は、揺動駆動装置１２により前後方向及び左右方向に揺動運動する。揺動駆動装置１２は、伸縮可能な連結機構１９を介して足置き装置２０と連結されている。足置き装置２０を構成する足置き部２１は、前後方向にスライド可能に設けられるとともに、足で押されて前方へスライドした位置から元の位置へ戻すために必要な付勢力でコイルばね２３により後方へ付勢されている。このように構成された運動誘導装置は、より好適に脚部の運動を行うことが可能である。

また、運動誘導装置の他の一形式として、特許文献２に示されているものが知られている。特許文献２の図１，２に示されているように、運動誘導装置は、伸縮自在な空気袋１５と、この空気袋１５が接続されている気体の閉流路内の圧力を検出する検出手段１６と、この検出手段１６の検出圧力を表示するモニタ２９と、前記検出手段１６の検出圧力の変化に応じて変化するコンピュータグラフィックスを前記モニタ２９に表示させる制御手段２６とを有し、前記空気袋１５を圧縮することにより前記検出手段１６の検出圧力を変化させると前記モニタ２９に表示されるコンピュータグラフィックスが変化させられるように形成したことを特徴とする。このように構成された運動誘導装置は、楽しみをもって筋力トレーニングすることができる。

特開２０１３−０１７６３７号公報 特開２００８−３０７３２１号公報

上述した特許文献１に記載されている運動誘導装置においては、ユーザに誘導できる運動が限られるとともに、装置自体が大型化・高コスト化するという問題があった。
また、上述した特許文献２に記載されている運動誘導装置においては、空気袋を使用しているものの、ユーザが目標とする骨格筋の運動を適切に誘導することができないなど利便性・操作性が悪いという問題があった。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、小型・低コストかつユーザ利便性・操作性のよい運動誘導装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る運動誘導装置の発明は、ユーザが座る椅子とユーザとの間に設けられ、ユーザに接触するとともにユーザの所望の骨格筋に対して運動を誘導するための接触部をそれぞれ備えた複数の空気袋と、各空気袋への給排気を調整することにより、接触部をユーザ側およびユーザと反対側に移動可能、または／および接触部におけるユーザからの押圧に対する反力を調整可能である駆動機構と、駆動機構を駆動制御することにより、ユーザの所望の骨格筋に対して、等張性筋活動、等尺性筋活動および等速性筋活動のうち少なくとも何れか一つを行わせる駆動制御部を備えている制御装置と、を備えている。

これによれば、駆動制御部は、駆動機構を駆動制御して空気袋の接触部を制御することにより、ユーザの所望の骨格筋に対して、等張性筋活動、等尺性筋活動および等速性筋活動のうち少なくとも何れか一つを行わせる。その結果、比較的構造が簡便な空気袋を制御することで、ユーザが目標とする骨格筋の運動を適切に誘導することができる。したがって、小型・低コストかつユーザ利便性・操作性のよい運動誘導装置を提供することができる。

本発明による運動誘導装置の第一実施形態の概要を示す概要図である。 図１に示す運動誘導装置を示す概観斜視図である。 図２に示す空気袋の膨張・収縮した状態を示す図である。 本発明による運動誘導装置の第二実施形態の概要を示す概要図である。 図４に示す運動誘導装置を示す概観斜視図である。 図１に示す制御装置を示すブロック図である。 図１に示す制御装置で実行される制御プログラムのフローチャートである。 図１に示す制御装置で実行される眠気解消制御を説明する図である。 図１に示す制御装置で実行される眠気解消制御を説明する図である。 図１に示す制御装置で実行される眠気解消制御を説明するタイムチャートである。 眠気解消制御を実行した場合の眠気解消効果を示す図である。 図１に示す制御装置で実行される疲労回復制御（頸肩）を説明する図である。 図１に示す制御装置で実行される疲労回復制御を説明するタイムチャートである。 図１に示す制御装置で実行される疲労回復制御（背中）を説明する図である。 図１に示す制御装置で実行される疲労回復制御（足）を説明する図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明による運動誘導装置の第一実施形態について説明する。図１に示すように、運動誘導装置１０は、車両Ａに搭載されている。運動誘導装置１０は、車両Ａの運転席である車両用シート２０に設けられている。車両用シート２０は、ユーザであるドライバＭが座る椅子である。車両用シート２０はシートクッション２１とシートバック２２から構成されている。

運動誘導装置１０は、図１および図２に示すように、本体１１と、本体１１に設けられている複数の空気袋からなる空気袋群３０と、空気袋群３０への給排気を調整する駆動機構５０と、駆動機構５０を制御する制御装置６０と、を備えている。
なお、運動誘導装置１０は、図１に示すように、車両側（例えば車両用シート２０や車体フレームなど）に搭載するようにしてもよい。

本体１１は、車両用シート２０と別体に構成されており、車両用シート２０に着脱可能に取り付け可能である。本体１１は、ドライバＭが着席可能なバケットシート形状に形成されている。バケットシート形状は、一般的な車両用シートに比べ、左右のへりを極端に高め、尻や肩を深く包むような形状である。本体１１は、ドライバＭ（ユーザ）の頭部、脇腹、腰、腿の体側を覆うように構成されている。本体１１は、座部１１ａ、背もたれ部１１ｂおよびヘッドレスト部１１ｃから構成されている。

空気袋群３０は、複数の空気袋３１〜４５から構成されている。複数の空気袋３１〜４５は、ドライバＭが座る車両用シート２０とドライバＭとの間に設けられている。図２に示すように、複数の空気袋３１〜４５は、本体１１の表面に設けられている。空気袋３１〜３５は、ヘッドレスト部１１ｃに設けられている。空気袋３１〜３３は、ヘッドレスト部１１ｃの背もたれ面に設けられ、空気袋３４，３５は、ヘッドレスト部１１ｃの側面に設けられている。

空気袋３１〜３３は、ドライバＭの後頭部にそれぞれ接触する接触部３１ａ〜３３ａを備えている。空気袋３４，３５は、ドライバＭの側頭部にそれぞれ接触する接触部３４ａ，３５ａを備えている。接触部３１ａ〜３５ａは、ドライバＭの所望の骨格筋すなわち僧帽筋に対して運動を誘導するための接触部である。
また、接触部３１ａは、図３に示すように、空気袋３１内に給排気することで初期位置Ｐ０から第一位置Ｐ１まで移動可能である。なお、他の接触部３２ａ〜３５ａ（後述する接触部３６ａ〜４５ａも含む。）も、接触部３１ａと同様に、初期位置Ｐ０から第一位置Ｐ１まで移動可能である。
なお、空気袋３１は、本体１１の表面に固定されている固定部３１ｂを備えている。

空気袋３６，３７は、図２に示すように、背もたれ部１１ｂの上部に設けられている。空気袋３６，３７は、背もたれ部１１ｂの背もたれ面に設けられている。空気袋３６，３７は、ドライバＭの左右の上腕にそれぞれ接触可能である接触部３６ａ，３７ａを備えている。接触部３６ａ，３７ａは、ドライバＭの所望の骨格筋すなわち広背筋に対して運動を誘導するための接触部である。

空気袋３８，３９は、背もたれ部１１ｂの下部に設けられている。空気袋３８，３９は、背もたれ部１１ｂの背もたれ面に設けられている。空気袋３８，３９は、ドライバＭの腰背面の左右にそれぞれ接触可能である接触部３８ａ，３９ａを備えている。接触部３８ａ，３９ａは、ドライバＭの所望の骨格筋すなわち脊柱起立筋に対して運動を誘導するための接触部である。

空気袋４０，４１は、背もたれ部１１ｂの下部に設けられている。空気袋４０，４１は、背もたれ部１１ｂの側面に設けられている。空気袋４０，４１は、ドライバＭの臀部の左右にそれぞれ接触可能である接触部４０ａ，４１ａを備えている。接触部４０ａ，４１ａは、ドライバＭの所望の骨格筋すなわち脊柱起立筋に対して運動を誘導するための接触部である。

空気袋４２，４３は、座部１１ａの先端部に設けられている。空気袋４２，４３は、座部１１ａの着座面に設けられている。空気袋４２，４３は、ドライバＭの左右大腿部の背面にそれぞれ接触可能である接触部４２ａ，４３ａを備えている。接触部４２ａ，４３ａは、ドライバＭの所望の骨格筋すなわち大臀筋／ハムストリングスに対して運動を誘導するための接触部である。

空気袋４４，４５は、座部１１ａの先端部に設けられている。空気袋４４，４５は、座部１１ａの側面に設けられている。空気袋４４，４５は、ドライバＭの左右大腿部の側面にそれぞれ接触可能である接触部４４ａ，４５ａを備えている。接触部４４ａ，４５ａは、ドライバＭの所望の骨格筋すなわち中殿筋に対して運動を誘導するための接触部である。

また、本明細書中に記載の接触部３１ａ〜４５ａのうち、中殿筋、広背筋に対して運動を誘導するための接触部３６ａ，３７ａ，４４ａ，４５ａは、第一接触部Ａ１である。この第一接触部Ａ１は、中殿筋、広背筋に対して運動を誘導するため、ユーザＭが誘導された運動を行うことにより、ユーザＭの眠気を解消することができる。

また、本明細書中に記載の接触部３１ａ〜４５ａのうち、僧帽筋、脊柱起立筋、大臀筋・ハムストリングスに対して運動を誘導するための接触部３１ａ〜３５ａ，３８ａ，３９ａ，４０ａ，４１ａ，４２ａ，４３ａは、第二接触部Ａ２である。この第二接触部Ａ２は、僧帽筋、脊柱起立筋、大臀筋／ハムストリングスに対して運動を誘導するため、ユーザＭが誘導された運動を行うことにより、ユーザＭの疲労を回復（解消）することができる。

駆動機構５０は、各空気袋３１〜４５への給排気を調整することにより、各接触部３１ａ〜４５ａをドライバＭ側およびドライバＭと反対側に移動可能、または／および各接触部３１ａ〜４５ａにおけるドライバＭからの押圧に対する反力を調整可能である。具体的には、駆動機構５０は、図２に示すように、各空気袋３１〜４５に一端が接続され、各空気袋３１〜４５に給気する給気流路５１と、給気流路５１の他端が接続され、空気を供給する空気供給装置５２（例えばエアコンプレッサ）と、給気流路５１に設けられ給気流路５１を開閉する電磁開閉弁である給気弁５３と、給気流路５１に設けられ給気流路５１内の圧力を検出する圧力センサ５４と、各空気袋３１〜４５に一端が接続され他端が大気に開放され、各空気袋３１〜４５から排気する排気流路５５と、排気流路５５に設けられ排気流路５５を開閉する電磁開閉弁である排気弁５６と、排気流路５５に設けられ排気流路５５内の流速を検出する流速センサ５７と、を備えている。

なお、図２においては、給気流路５１、給気弁５３、圧力センサ５４、排気流路５５、排気弁５６および流速センサ５７は、それぞれ一つずつしか記載されていないが、実際には、各空気袋３１〜４５に対応した個数が設けられるのが好ましく、また、各空気袋３１〜４５に対応した個数より少ない個数に適宜設定可能である。空気供給装置５２は、一つまたは複数設けることができる。

空気袋３１〜４５を膨張させる場合の作動について説明する。空気袋３１〜４５は、給気されていない場合、収縮しているので、図３に示すように、接触部３１ａ〜４５ａが初期位置Ｐ０に位置している。駆動機構５０によって空気袋３１〜４５が給気されると、空気袋３１〜４５は膨張する。最大に膨張した状態では、接触部３１ａ〜４５ａが第一位置Ｐ１に位置している。

給気する場合には、制御装置６０の指示によって、排気弁５６が閉じられ、給気弁５３が開かれ、空気供給装置５２が作動される。これにより、空気袋３１〜４５に空気が供給され、空気袋３１〜４５が膨張する。このとき、空気袋３１〜４５に対する給気は、単独で制御することが可能である。なお、空気袋３１〜４５の内圧は圧力センサ５４によって検出され、制御装置６０に送信されている。よって、空気袋３１〜４５の膨張度合い（収縮速度）や内圧をモニターしながら、空気袋３１〜４５に対して所望の膨張制御を行うことができる。

空気袋３１〜４５を収縮させる場合の作動について説明する。膨張している空気袋３１〜４５は、図３に示すように、接触部３１ａ〜４５ａが例えば第一位置Ｐ１に位置している。駆動機構５０によって空気袋３１〜４５が排気されると、空気袋３１〜４５は収縮する。空気が排気されると、最終的に接触部３１ａ〜４５ａが初期位置Ｐ０に戻る。

排気する場合には、制御装置６０の指示によって、給気弁５３が閉じられ、排気弁５６が開かれる。これにより、空気袋３１〜４５から空気が排出され、空気袋３１〜４５が収縮する。このとき、空気袋３１〜４５に対する排気は、単独で制御することが可能である。なお、排気速度は、流速センサ５７によって検出され、制御装置６０に送信されている。空気袋３１〜４５の内圧は圧力センサ５４によって検出され、制御装置６０に送信されている。よって、空気袋３１〜４５の収縮度合い（収縮速度）や内圧をモニターしながら、空気袋３１〜４５に対して所望の収縮制御を行うことができる。

運動誘導装置１０は、操作部１２を備えている。操作部１２は、運動誘導装置１０の状態、モード選択画面などを表示する表示部と、ユーザが所望のモードなどを入力する入力部を備えている。
また、車両Ａには、アクセルペダル１３およびブレーキペダル１４が設置されている。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態について図４，５を参照して説明する。本第二実施形態においては、本発明を車両助手席／後席、もしくは家具に適用した点で第一実施形態と異なる。具体的には、椅子は、車両用シート２０に代えて、車両助手席／後席、もしくは椅子１２０である。制御装置６０は、運動誘導装置１１０の本体１１１に内蔵されている。

本体１１１は、座部１１ａ、背もたれ部１１ｂ、ヘッドレスト部１１ｃおよびフットレスト部１１ｄから構成されている。運動誘導装置１１０は、空気袋３１〜４５（運動誘導装置１０）に加えてさらに空気袋４６〜４９を備えている。
空気袋４６，４７は、フットレスト部１１ｄの上部に設けられている。空気袋４６，４７は、ユーザＭの左右のふくらはぎにそれぞれ接触可能である接触部４６ａ，４７ａを備えている。接触部４６ａ，４７ａは、ユーザＭの所望の骨格筋すなわちハムストリングスに対して運動を誘導するための接触部である。
空気袋４８，４９は、フットレスト部１１ｄの下部に設けられている。空気袋４８，４９は、ユーザＭの左右の足裏にそれぞれ接触可能である接触部４８ａ，４９ａを備えている。接触部４８ａ，４９ａは、ユーザＭの所望の骨格筋すなわち大腿四頭筋／下腿三頭筋に対して運動を誘導するための接触部である。

椅子１２０は、ユーザＭが座る椅子であり、シートクッション１２１とシートバック１２２と、脚部１２３と、から構成されている。椅子１２０は机７０とセットで使用される。机７０は、台部７２と複数の脚部７１とから構成されている。机７０の周辺には、操作部１２が配置されている。他の構成は、第一実施形態と同様であるため、同一符号を付してその説明を省略する。

また、本明細書中に記載の接触部３１ａ〜４９ａのうち、ユーザＭが筋力トレーニングをしたい筋に対して運動を誘導するための接触部は、第三接触部Ａ３である。この第三接触部Ａ３は、ユーザＭが筋力トレーニングをしたい筋に対して運動を誘導するため、ユーザＭが誘導された運動を行うことにより、ユーザＭは所望の筋をトレーニングすることができる。

制御装置６０は、図６に示すように、駆動制御部６１、筋力トレーニング選択部６２および運動プログラム作成部６３を備えている。
駆動制御部６１は、駆動機構５０を駆動制御することにより、ユーザＭの所望の骨格筋に対して、等張性筋活動、等尺性筋活動および等速性筋活動のうち少なくとも何れか一つを行わせる。具体的には、駆動制御部６１は、操作部１２から操作情報を、各圧力センサ５４から各空気袋３１〜４９の内圧を、各流速センサ５７から各空気袋３１〜４９の排気速度を取得し、空気供給装置５２、給気弁５３および排気弁５６を制御することで、各空気袋３１〜４９を所望の膨張制御、維持制御および収縮制御を行っている。
なお、駆動制御部６１は、ユーザＭに対して具体的な運動を操作部１２に表示させることができる。ユーザＭは、操作部１２に表示された指示にしたがって運動することができる。

筋力トレーニング選択部６２は、操作部１２からの操作情報に基づいてユーザＭが所望する筋力トレーニングを選択する。ユーザＭは、トレーニングしたい骨格筋を選択可能であり、ユーザＭの所望の骨格筋に対して行いたい所望のトレーニング方法も、等張性筋活動、等尺性筋活動および等速性筋活動のなかから選択可能である。例えば、ユーザＭが操作部１２に表示されている筋力トレーニングメニューからユーザＭが所望するトレーニングメニューを選択した場合、その選択されたトレーニングメニューに対応した筋力トレーニングが選択される。トレーニングメニューは、バランス機能向上メニューや歩行力向上メニューなども含めることが可能である。

運動プログラム作成部６３は、筋力トレーニング選択部６２によって選択された筋力トレーニングを達成するための運動プログラムを自動的に作成する。なお、運動プログラム作成部６３は、ユーザＭの骨格筋の筋力測定値から、筋バランスや筋力レベルを把握し、ユーザＭに合った最適なプログラムを作成することができる。また、ユーザＭの骨格筋の筋力値は、トレーニング中に圧力センサ５４によって検出した値から算出可能であり、その算出した筋力を記憶することができる。
作成された運動プログラムは駆動制御部６１に出力される。駆動制御部６１は、運動プログラム作成部６３によって作成された運動プログラムに基づいて、駆動機構５０を駆動させて、第三接触部Ａ３を作動させる。

さらに駆動制御部６１による、骨格筋に対して等張性筋活動を行わせる等張性制御を説明する。等張性筋活動は、骨格筋が長さを変えながら力を発揮する活動様式である。駆動制御部６１は、等張性筋活動を行わせるために、駆動機構５０を駆動させて、接触部（例えば３１ａ）を初期位置Ｐ０からユーザＭ側に移動させた第一位置Ｐ１に移動させ、その後、接触部における反力（空気袋内の圧力）を所定範囲内に維持しながら接触部を第一位置Ｐ１から初期位置Ｐ０に向けて移動させる。

さらに駆動制御部６１による、骨格筋に対して等尺性筋活動を行わせる等尺性制御を説明する。等尺性筋活動は、骨格筋が長さを変えずに力を発揮する活動様式である。駆動制御部６１は、等尺性筋活動を行わせるために、駆動機構５０を駆動させて、接触部（例えば３１ａ）を初期位置Ｐ０からユーザＭ側に移動させた第一位置Ｐ１に移動させ、その後、接触部を第一位置Ｐ１に維持する。

さらに駆動制御部６１による、骨格筋に対して等速性筋活動を行わせる等速性制御を説明する。等速性筋活動は、骨格筋が長さを変えながら速度を一定に維持しつつ力を発揮する活動様式である。駆動制御部６１は、等速性筋活動を行わせるために、駆動機構５０を駆動させて、接触部（例えば３１ａ）を初期位置Ｐ０からユーザＭ側に移動させた第一位置Ｐ１に移動させ、その後、接触部における反力（空気袋内の圧力）を所定範囲内に維持しながら接触部を第一位置Ｐ１から初期位置Ｐ０に向けて一定速度にて移動させる。

次に、上述のように構成された運動誘導装置１０（１１０）の作動について図７に示すフローチャートに沿って説明する。
制御装置６０は、ステップＳ１０２において、操作部１２の操作状態（操作情報）を取得し判定する。すなわち、制御装置６０は、操作部１２が操作されて眠気解消モード、疲労回復モードおよび筋力トレーニングモードのいずれかが選択操作されたか否かを判定する。いずれのモードも選択操作されていない場合、制御装置６０は、ステップＳ１０２の処理を繰り返し実行する。眠気解消モード、疲労回復モードおよび筋力トレーニングモードのいずれかが選択操作された場合、制御装置６０は、プログラムをステップＳ１０４以降に進める。

ステップＳ１０４において、制御装置６０は、操作部１２の操作状態（操作情報）に基づいて、眠気解消モード、疲労回復モードおよび筋力トレーニングモードのいずれが選択されたかを判定する。制御装置６０は、眠気解消モードが選択された場合、プログラムをステップＳ１０６に進め、疲労回復モードが選択された場合、プログラムをステップＳ１０８に進め、筋力トレーニングモードが選択された場合、プログラムをステップＳ１１０に進める。

制御装置６０は、ステップＳ１０６において、ユーザＭの眠気を解消することを目的とする眠気解消制御を実行する。具体的には、制御装置６０は、脳覚醒の効果がある骨格筋である中殿筋および広背筋を活性化させる運動を誘導する。すなわち、制御装置６０は、駆動機構５０を駆動させて、第一接触部Ａ１を有する空気袋３６，３７，４４，４５に対して膨張制御、維持制御、収縮制御を行う。

制御装置６０は、中殿筋を活性化させるために、空気袋４４，４５を膨張させ、ユーザＭに対して大腿部によって空気袋４４，４５を収縮するような動作を指示する。ユーザＭは、指示通りに大腿部を動作させて空気袋４４，４５を収縮する（図８参照）。この際、ユーザＭは、股関節を外転させ、大腿部を外転させることで（図８の矢印方向）、中殿筋が活性化する。

制御装置６０は、広背筋を活性化させるために、空気袋３６，３７を膨張させ、ユーザＭに対して肩関節を伸展させる動作（腕を後方に動かす動作）によって空気袋３６，３７を収縮するような動作を指示する。ユーザＭは、指示通りに腕を動作させて空気袋３６，３７を収縮する（図９参照）。この際、ユーザＭは、腕を伸展させることで（図９の矢印方向）、広背筋が活性化する。

制御装置６０は、眠気解消制御において、等張性制御を行うことが望ましい。駆動制御部６１は、等張性筋活動を行わせるために、駆動機構５０を駆動させて、接触部（例えば３１ａ）を初期位置Ｐ０からユーザＭ側に移動させた第一位置Ｐ１に移動させ、その後、接触部における反力（空気袋内の圧力）を所定範囲（Ｐｒ１〜Ｐｒ２）内に維持しながら接触部を第一位置Ｐ１から初期位置Ｐ０に向けて移動させる。

より具体的には、制御装置６０は、図１０に示すように、制御開始時点（時刻ｔ１）に給気弁５３を開き、その後、所定時間ＴＭ１経過した時点（時刻ｔ２）に給気弁５３を閉じる。このとき、空気供給装置５２は駆動しており、所定時間ＴＭ１中、空気袋３６，３７は給気される。その結果、空気袋内圧は、上昇する。

その後、時刻ｔ３にて、制御装置６０は、排気弁を開く（開弁量：大）とともに動作指示をする。その結果、空気袋３６，３７がユーザＭによって収縮されるため、空気袋内圧は、減少する。時刻ｔ３から所定時間ＴＭ２経過した時点（時刻ｔ４）に排気弁の開弁量を少なくする（開弁量：小）。その結果、空気袋内圧は、減少から上昇に転じる。

制御装置６０は、内圧（圧力センサ５４の検出値）が所定範囲（Ｐｒ１〜Ｐｒ２）の中心値Ｐｒ３を超えて所定時間経過した時点（時刻ｔ５）に排気弁を開く（開弁量：大）。その結果、空気袋内圧は、上昇から減少に転じる。時刻ｔ５から所定時間ＴＭ２経過した時点（時刻ｔ６）に排気弁の開弁量を少なくする（開弁量：小）。その結果、空気袋内圧は、減少から上昇に転じる。

制御装置６０は、内圧（圧力センサ５４の検出値）が所定範囲の中心値を超えて所定時間経過した時点（時刻ｔ７）に排気弁を開く（開弁量：大）。その結果、空気袋内圧は、上昇から減少に転じる。時刻ｔ７から所定時間ＴＭ２経過した時点（時刻ｔ８）に排気弁の開弁量を少なくする（開弁量：小）。その後、空気袋内圧が０になると、制御装置６０は、排気弁５６を閉じる（時刻ｔ９）。

この制御時間は、十数秒行われるのが望ましい。また、この制御を所定時間間隔で行うようにしてもよい。例えば、図１１に示すように、数分間隔（例えば５分間隔）で数回繰り返すことで、非常に高い覚醒効果を得ることができる。

制御装置６０は、ステップＳ１０８において、ユーザＭの疲労を回復（解消）することを目的とする疲労回復制御を実行する。具体的には、制御装置６０は、姿勢保持に関わる骨格筋である例えば僧帽筋、脊柱起立筋、下腿三頭筋、および大腿四頭筋を活性化させる運動を誘導する。僧帽筋、脊柱起立筋、下腿三頭筋、および大腿四頭筋は、パソコン作業や長時間運転など同一姿勢を保持して疲労する筋である。すなわち、制御装置６０は、駆動機構５０を駆動させて、第二接触部Ａ２および第三接触部Ａ３を有する空気袋３１〜３５，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４６〜４９に対して膨張制御、維持制御、収縮制御を行う。

例えば、疲労回復の対象としては、首・肩の疲労、背中・腰の疲労、脚の疲労がある。首・肩の疲労回復のため、すなわち僧帽筋を活性化させるため、制御装置６０は、頭部側方・斜方・後方に設置した各空気袋３５，３３，３２（または３４，３１，３２）を膨張させ、ユーザＭに対して頭部によって各空気袋３５，３３，３２（または３４，３１，３２）を収縮するような動作を指示する。ユーザＭは、指示通りに頭部を動作させて各空気袋３５，３３，３２（または３４，３１，３２）を収縮する（図１２参照）。この際、ユーザＭは、頭部を側方・斜方・後方に動作させることで（図１２の矢印方向）、僧帽筋が活性化する。

ここで、制御装置６０は、疲労回復制御において、等尺性制御を行うことが望ましい。駆動制御部６１は、等尺性筋活動を行わせるために、駆動機構５０を駆動させて、接触部（例えば３１ａ）を初期位置Ｐ０からユーザＭ側に移動させた第一位置Ｐ１に移動させ、その後、接触部を第一位置Ｐ１に維持する。

より具体的には、制御装置６０は、図１３に示すように、制御開始時点（時刻ｔ１１）に給気弁５３を開き、その後、所定時間ＴＭ１経過した時点（時刻ｔ１２）に給気弁５３を閉じる。このとき、空気供給装置５２は駆動しており、所定時間ＴＭ１中、各空気袋３５，３３，３２（または３４，３１，３２）は給気される。その結果、空気袋内圧は、上昇する。

制御装置６０は、排気弁５６を閉じるとともに動作指示をする。その結果、各空気袋３５，３３，３２（または３４，３１，３２）がユーザＭによって押圧されるため、空気袋内圧は、増大する。その後、制御装置６０は、内圧（圧力センサ５４の検出値）が所定範囲を超えて所定時間経過した時点（時刻ｔ１３）に排気弁５６を開弁する（開弁量：大）。その結果、空気袋内圧は、上昇から減少に転じる。その後、空気袋内圧が０になると、制御装置６０は、排気弁５６を閉じる（時刻ｔ１４）。
この制御時間は、十数秒行われるのが望ましい。また、この制御を所定時間間隔で行うようにしてもよい。例えば、数分間隔（例えば５分間隔）で数回繰り返すことで、非常に高い疲労回復効果を得ることができる。

なお、等尺性筋活動は、筋発揮（動作）により対象となる筋内の血流が一時的に不足（血流を悪くする）することで、筋発揮終了後（動作終了後）にその筋への血流が増大するため、他の筋活動より血流増加に有効である。
また、頭部後方への動作の主働筋は僧帽筋上部繊維であるが、この上部繊維内でも、側方、斜方、後方で活動する繊維が異なるため、複数方向に動作させることが疲労回復において重要である。また、複数方向への動作の誘導により、主働筋に加え各動作方向に関連する協働筋も活動させることができるため、より高い疲労回復効果を得ることができる。
また、膨張させる空気袋を変更するだけで、側方、斜方、後方といったように誘導する動作方向を容易に調整できるため、疲労回復効果をより効果的に得ることができる。

背中・腰の疲労回復のため、すなわち脊柱起立筋を活性化させるため、制御装置６０は、腰背面に設置した空気袋３８，３９のうち一方を膨張させ、ユーザＭに対して体幹をねじる動作によって膨張させた空気袋３８，３９のうち一方を収縮するような動作を指示する。ユーザＭは、指示通りに体幹をねじる動作によって膨張させた空気袋３８，３９のうち一方を収縮する（図１４参照）。空気袋３８，３９のうち他方も同様に制御する。この際、ユーザＭは、体幹をねじることで、脊柱起立筋が活性化する。

または、制御装置６０は、臀部の左右に設置した空気袋４０，４１のうち一方を膨張させ、ユーザＭに対して臀部の側方への動作によって膨張させた空気袋４０，４１のうち一方を収縮するような動作を指示する。ユーザＭは、指示通りに臀部を側方に移動させる動作によって膨張させた空気袋４０，４１のうち一方を収縮する（図１４参照）。空気袋４０，４１のうち他方も同様に制御する。この際、ユーザＭは、臀部を側方に移動させることで、脊柱起立筋が活性化する。
ここで、制御装置６０は、疲労回復制御において、等尺性制御を行うことが望ましい。

脚の疲労回復のため、すなわち下腿三頭筋および大腿四頭筋を活性化させるため、制御装置６０は、足裏に設置した空気袋４８，４９を膨張させ、ユーザＭに対して足部の底屈（足首を伸ばす動作）、もしくは脚部の伸展（膝を伸ばす動作）によって膨張させた空気袋４８，４９を収縮するような動作を指示する。ユーザＭは、指示通りに足首を伸ばす動作、もしくは膝を伸ばす動作によって膨張させた空気袋４８，４９を収縮する（図１５参照）。この際、ユーザＭは、足首を伸ばすことで、もしくは膝を伸ばすことで、下腿三頭筋、もしくは大腿四頭筋が活性化する。
ここで、制御装置６０は、疲労回復制御において、等尺性制御を行うことが望ましい。

制御装置６０は、ステップＳ１１０において、ユーザＭの筋力をトレーニング（以下、筋トレともいう。）することを目的とする筋力トレーニング制御を実行する。具体的には、制御装置６０は、ユーザＭが選択した骨格筋を活性化させる運動を誘導する。すなわち、制御装置６０は、駆動機構５０を駆動させて、第三接触部Ａ３を有する空気袋３１〜４９のうち所望のものに対して膨張制御、維持制御、収縮制御を行う。

制御装置６０は、ユーザＭが選択した骨格筋を活性化させるために、ユーザＭが選択した筋を活性化するのに適した動作となるように空気袋３１〜４９のうち所望のものを膨張させ、ユーザＭに対してその空気袋を収縮するような動作を指示する。ユーザＭは、指示通りに空気袋を収縮する。この際、ユーザＭは、ユーザＭが選択した筋を活性化するのに適した動作を行うことで、ユーザＭが選択した骨格筋が活性化する。

制御装置６０は、筋トレ制御において、等張性制御、等尺性制御、等速性制御の少なくとも何れかを行うことが望ましい。等張性制御、等尺性制御、等速性制御の選択は、ユーザＭが行うようにしてもよく、制御装置６０が自動的に選択するようにしてもよい。
制御装置６０は、上述した運動プログラム作成部６３によって作成された運動プログラムに基づいて、駆動機構５０を駆動させて、第三接触部Ａ３を作動させるのが望ましい。

上述した実施形態から明らかなように、本実施形態に係る運動誘導装置１０（１１０）は、ユーザＭが座る椅子２０（１２０）とユーザＭとの間に設けられ、ユーザＭに接触するとともにユーザＭの所望の骨格筋に対して運動を誘導するための接触部３１ａ〜４９ａをそれぞれ備えた複数の空気袋３１〜４９と、各空気袋３１〜４９への給排気を調整することにより、接触部３１ａ〜４９ａをユーザＭ側およびユーザＭと反対側に移動可能、または／および接触部３１ａ〜４９ａにおけるユーザＭからの押圧に対する反力を調整可能である駆動機構５０と、駆動機構５０を駆動制御することにより、ユーザＭの所望の骨格筋に対して、等張性筋活動、等尺性筋活動および等速性筋活動のうち少なくとも何れか一を行わせる駆動制御部６１を備えている制御装置６０と、を備えている。

これによれば、駆動制御部６１は、駆動機構５０を駆動制御して空気袋３１〜４９の接触部３１ａ〜４９ａを制御することにより、ユーザＭの所望の骨格筋に対して、等張性筋活動、等尺性筋活動および等速性筋活動のうち少なくとも何れか一を行わせる。その結果、比較的構造が簡便な空気袋３１〜４９を制御することで、ユーザＭが目標とする骨格筋の運動を適切に誘導することができる。したがって、小型・低コストかつユーザＭ利便性・操作性のよい運動誘導装置１０を提供することができる。

また、接触部３６ａ，３７ａ，４４ａ，４５ａは、中殿筋、広背筋に対して運動を誘導するための第一接触部Ａ１である。
これによれば、運動誘導装置１０は、脳を覚醒させる効果が高い中殿筋、広背筋に対して運動を誘導することができる。よって、ユーザＭが覚醒効果を目的とする場合、覚醒効果を得ることができる運動を適切に誘導することができる。

また、接触部３１ａ〜３５ａ，３８ａ，３９ａ，４０ａ，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４６ａ〜４９ａは、僧帽筋、脊柱起立筋、大臀筋／ハムストリングス、下腿三頭筋、大腿四頭筋に対して運動を誘導するための第二接触部Ａ２である。
これによれば、運動誘導装置１０は、疲労回復が必要な僧帽筋、脊柱起立筋、下腿三頭筋、大腿四頭筋に対して、疲労回復のための運動を誘導することができる。よって、ユーザＭが疲労回復を目的とする場合、疲労回復効果を得ることができる運動を適切に誘導することができる。

また、接触部３１ａ〜４９ａは、ユーザＭが筋力トレーニングをしたい筋に対して運動を誘導するための第三接触部Ａ３である。
これによれば、運動誘導装置１０は、ユーザＭが筋力トレーニングをしたい筋に対して、適切な筋力トレーニングを行うための運動を誘導することができる。よって、ユーザＭが筋力トレーニングを目的とする場合、適切な筋力トレーニング効果を得ることができる運動を適切に誘導することができる。

また、制御装置６０は、ユーザＭが所望する筋力トレーニングを選択する筋力トレーニング選択部６２と、筋力トレーニング選択部６２によって選択された筋力トレーニングを達成するための運動プログラムを作成する運動プログラム作成部６３と、を備え、駆動制御部６１は、運動プログラム作成部６３によって作成された運動プログラムに基づいて、駆動機構５０を駆動させて、第三接触部３１ａ〜４９ａを作動させる。
これによれば、運動誘導装置１０は、ユーザＭの利便性を向上させた上で、ユーザＭが所望する筋力トレーニングを適切に行うことができる。

また、駆動制御部６１は、等張性筋活動を行わせるために、駆動機構５０を駆動させて、接触部３１ａ〜４９ａを初期位置Ｐ０からユーザＭ側に移動させた第一位置Ｐ１に移動させ、その後、接触部３１ａ〜４９ａにおける反力を所定範囲内に維持しながら接触部３１ａ〜４９ａを第一位置Ｐ１から初期位置Ｐ０に向けて移動させる。
これによれば、運動誘導装置１０は、ユーザＭの所望の骨格筋に対して、等張性筋活動を適切に行わせることができる。

また、駆動制御部６１は、等尺性筋活動を行わせるために、駆動機構５０を駆動させて、接触部３１ａ〜４９ａを初期位置Ｐ０からユーザＭ側に移動させた第一位置Ｐ１に移動させ、その後、接触部３１ａ〜４９ａを第一位置Ｐ１に維持する。
これによれば、運動誘導装置１０は、ユーザＭの所望の骨格筋に対して、等尺性筋活動を適切に行わせることができる。

また、駆動制御部６１は、等速性筋活動を行わせるために、駆動機構５０を駆動させて、接触部３１ａ〜４９ａを初期位置Ｐ０からユーザＭ側に移動させた第一位置Ｐ１に移動させ、その後、接触部３１ａ〜４９ａにおける反力を所定範囲内に維持しながら接触部３１ａ〜４９ａを第一位置Ｐ１から初期位置Ｐ０に向けて一定速度にて移動させる。
これによれば、運動誘導装置１０は、ユーザＭの所望の骨格筋に対して、等速性筋活動を適切に行わせることができる。

１０，１１０…運動誘導装置、１１，１１１…本体、２０，１２０…車両用シート（椅子）、３１〜４９…空気袋、３１ａ〜４９ａ…接触部、５０…駆動機構、６０…制御装置、６１…駆動制御部、６２…筋力トレーニング選択部、６３…運動プログラム作成部、Ａ…車両、Ｍ…ドライバ，ユーザ。

Claims (8)

1. ユーザが座る椅子と前記ユーザとの間に設けられ、前記ユーザに接触するとともに前記ユーザの所望の骨格筋に対して運動を誘導するための接触部をそれぞれ備えた複数の空気袋と、
   前記各空気袋への給排気を調整することにより、前記接触部を前記ユーザ側および前記ユーザと反対側に移動可能、または／および前記接触部における前記ユーザからの押圧に対する反力を調整可能である駆動機構と、
   前記駆動機構を駆動制御することにより、前記ユーザの前記所望の骨格筋に対して、等張性筋活動、等尺性筋活動および等速性筋活動のうち少なくとも何れか一つを行わせる駆動制御部を備えている制御装置と、
   を備えている運動誘導装置。
2. 前記接触部は、中殿筋、広背筋に対して運動を誘導するための第一接触部である請求項１記載の運動誘導装置。
3. 前記接触部は、僧帽筋、脊柱起立筋、大臀筋／ハムストリングス、下腿三頭筋、大腿四頭筋に対して運動を誘導するための第二接触部である請求項１記載の運動誘導装置。
4. 前記接触部は、前記ユーザが筋力トレーニングをしたい筋に対して運動を誘導するための第三接触部である請求項１記載の運動誘導装置。
5. 前記制御装置は、前記ユーザが所望する前記筋力トレーニングを選択する筋力トレーニング選択部と、
   前記筋力トレーニング選択部によって選択された前記筋力トレーニングを達成するための運動プログラムを作成する運動プログラム作成部と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、前記運動プログラム作成部によって作成された運動プログラムに基づいて、前記駆動機構を駆動させて、前記第三接触部を作動させる請求項４記載の運動誘導装置。
6. 前記駆動制御部は、前記等張性筋活動を行わせるために、前記駆動機構を駆動させて、前記接触部を初期位置から前記ユーザ側に移動させた第一位置に移動させ、その後、前記接触部における前記反力を所定範囲内に維持しながら前記接触部を前記第一位置から前記初期位置に向けて移動させる請求項１乃至請求項５の何れか一項記載の運動誘導装置。
7. 前記駆動制御部は、前記等尺性筋活動を行わせるために、前記駆動機構を駆動させて、前記接触部を初期位置から前記ユーザ側に移動させた第一位置に移動させ、その後、前記接触部を前記第一位置に維持する請求項１乃至請求項５の何れか一項記載の運動誘導装置。
8. 前記駆動制御部は、前記等速性筋活動を行わせるために、前記駆動機構を駆動させて、前記接触部を初期位置から前記ユーザ側に移動させた第一位置に移動させ、その後、前記接触部における前記反力を所定範囲内に維持しながら前記接触部を前記第一位置から前記初期位置に向けて一定速度にて移動させる請求項１乃至請求項６の何れか一項記載の運動誘導装置。

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