JP3105364U - 訓練器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動構造の構成を簡素化することにより、従来よりも製造コストの低減及び小型化を図ることができる訓練器具を提供する。
【解決手段】 本考案の訓練器具１００は、利用者が着座部１２０に着座した姿勢で訓練を行うための訓練器具であって、入力回転軸に対して出力軸が相対的に水平方向に偏芯動作する回転偏芯機構１８２，１４２と、入力回転軸に対して出力軸が傾動する回転カム機構１４２，１４４，１４６，１２３，１４８，１４９と、回転偏芯機構の入力回転軸及び回転カム機構の入力回転軸を直接若しくは間接的に回転駆動する回転駆動源１６０，１７０，１８１とを具備し、着座部１２０に対して回転偏芯機構と回転カム機構が直列に接続されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本考案は、利用者が着座部に着座した姿勢で訓練を行う訓練器具に係り、特に、利用者のバランス感覚やバランス保持のための筋力を訓練する場合に好適な訓練器具の構造に関する。

従来から、人が着座するように構成された着座部を、前後、左右及び上下方向に揺動させる駆動構造を備えた乗馬形態の訓練器具が種々考案されている。

例えば、特許文献１には、ベース上に設けられた揺動摺動面上に鞍駆動ユニットを揺動自在に搭載し、モータにより駆動される２つの水平リンクを備えた平面状駆動ユニットを設け、この平面状駆動ユニット機構によって着座部（鞍）に接続された鞍駆動ユニットを水平方向に揺動させるとともに、この水平方向の揺動によって鞍駆動ユニットが上記揺動摺動面上を移動することにより上下方向にも揺動するように構成された訓練器具が記載されている。

また、特許文献２には、モータにより駆動される２つの縦リンク機構を備えたバランス訓練装置が記載されている。このバランス訓練装置は、２つの縦リンク機構のうち、一方のリンク機構によって着座部が前後方向に往復運動するとともに左右方向に水平に伸びる軸線回りに回転往復運動し、他方のリンク機構によって着座部が前後方向に伸びる軸線回りに回転往復運動するものである。なお、上記特許文献２と同様の駆動構造を有する訓練器具は、特許文献３及び特許文献４にも記載されている。
特開２００３−２７５３５９号公報 国際公開第０１/０９３９６１号パンフレット 特開２００１−２８６５７８号公報 特開２００１−７９１１３号公報

しかしながら、上記従来の訓練器具においては、乗馬運動と類似の動作を実現する目的で着座部を前後左右或いは上下に揺動させるために、モータの回転運動を往復運動に変換する複数のリンク構造や複数の回転軸を備えた複雑な駆動構造を構成する必要があり、部品点数が多くなることによりコストが高くなるとともに、駆動構造の小型化が難しいという問題があった。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、駆動構造の構成を簡素化することにより、従来よりも製造コストの低減及び小型化を図ることができる訓練器具を提供することにある。

本考案の訓練器具は、利用者が着座部に着座した姿勢で訓練を行うための訓練器具であって、入力回転軸に対して出力軸が相対的に水平方向に偏芯動作する回転偏芯機構と、入力回転軸に対して出力軸が傾動する回転カム機構と、前記回転偏芯機構の前記入力回転軸及び前記回転カム機構の前記入力回転軸を直接若しくは間接的に回転駆動する回転駆動源とを具備し、前記着座部に対して前記回転偏芯機構と前記回転カム機構が直列に接続されていることを特徴とする。

この考案によれば、回転駆動源によって回転駆動される回転偏芯機構と回転カム機構とが着座部に対して直列に接続されていることにより、回転偏芯機構による水平方向の偏芯動作と、回転カム機構による傾動動作とが組み合わされてなる複合動作を着座部に生じさせることができるため、乗馬時と類似した着座部の運動を実現できる。この場合に、共に入力回転軸を回転駆動することによって出力軸が動作するように構成された回転偏芯機構と回転カム機構とを用いていることにより、駆動構造を簡素化することが可能になり、部品点数も削減できるので、製造コストを低減できるとともに駆動構造の小型化を図ることができる。

本考案において、前記回転カム機構は、前記入力回転軸周りの回転方向に沿って高さが変化するカム面を備えたカム体と、前記カム面に当接する当接部を備えた当接体と、前記カム体と前記当接体とを前記入力回転軸を中心に相対的に回転可能に軸支するとともに前記カム体と前記当接体とを傾動可能に連結保持する連結構造とを有することが好ましい。これによれば、入力回転軸を回転駆動することにより、当接部がカム面に沿って入力回転軸の周りを回転しながら摺動し、カム面の高さ変化によって出力軸が傾動するため、より簡易な構造で回転カム機構を構成できる。ここで、入力回転軸がカム体に接続され、出力軸が当接体に接続されていてもよく、或いは、入力回転軸が当接体に接続され、出力軸がカム体に接続されていてもよい。

本考案において、前記回転カム機構において、前記連結構造は、前記カム体と前記当接体とを前記入力回転軸と交差する方向に伸びる一つの回動軸線の周りに回動可能に連結し、一対の前記当接部が前記回動軸線の両側においてそれぞれ前記カム体に対して常時当接するように構成されていることが望ましい。これによれば、上記連結構造の回動軸線の両側において一対の当接部がそれぞれカム面に常時当接するように構成されていることにより、回転カム機構の出力軸の傾斜角度が常時機械的に定められるので、構造を複雑化しなくても安定した傾動動作を実現することができる。

本考案において、前記回転偏芯機構の前記入力回転軸は前記回転駆動源により回転駆動され、前記回転偏芯機構の前記出力軸は前記入力回転軸の周りを公転しながら自転し、前記回転カム機構の前記入力回転軸は前記回転偏芯機構の前記出力軸に接続され、前記回転カム機構の前記出力軸は前記着座部に接続されていることが好ましい。これによれば、回転駆動源の回転駆動力を回転偏芯機構の入力回転軸に与えるだけで、回転カム機構の入力回転軸が回転偏芯機構の出力軸の自転動作によって回転駆動されるので、駆動力についても回転偏芯機構から回転カム機構へと直列に伝達させることができるため、さらに構造を簡易に構成できる。

この場合において、前記回転カム機構は、前記入力回転軸周りの回転方向に沿って高さが変化したカム面を備えたカム体と、前記カム面に当接する当接部を備えた当接体と、前記カム体と前記当接体とを前記入力回転軸を中心に相対的に回転可能に軸支するとともに前記カム体と前記当接体とを傾動可能に連結保持する連結構造とを有することが好ましい。また、前記回転カム機構において、前記連結構造は、前記カム体と前記当接体とを前記入力回転軸と交差する方向に伸びる一つの回動軸線の周りに回動可能に連結し、一対の前記当接体が前記回動軸線の両側において前記カム体に対して常時当接するように構成されていることが望ましい。

本考案において、前記着座部と前記回転駆動源との間に、相互に同期して動作する複数組の前記回転偏芯機構及び前記回転カム機構の直列接続構造を具備することが好ましい。これによれば、複数組の回転偏芯機構及び回転カム機構の直列接続構造を着座部と回転駆動源との間に設け、これらの複数組の直列接続構造が同期して動作するように構成することにより、複数組の直列接続構造により着座部の回転動作を防止することが可能になるので、複数組の直列接続構造のみで着座部を支持することもできるなど、着座部の支持構造を簡易に構成することが可能になる。

次に、添付図面を参照して本考案に係る訓練器具の実施形態について詳細に説明する。図１は本考案に係る実施形態の訓練器具の内部構造を模式的に示す概略側面図、図２は図１の訓練器具を矢印Ａ方向から見た状態を模式的に示す概略正面図、図３（ａ）及び（ｂ）は後述する回転偏芯機構と回転カム機構の直列接続構造を示す拡大正面図である。

この訓練器具１００は、基台１９０に支持固定された駆動構造を有し、この駆動構造が着座部１２０を動作させるように構成されている。基台１９０には駆動モータ１６０と、その出力回転軸に接続された減速機１７０とが固定されている。基台１９０の上には支持台１５０が固定され、この支持台１５０には、減速機１７０の駆動軸１７２に接続された駆動歯車１８１と、この駆動歯車１８１に噛合する従動歯車１８２，１８２′とがそれぞれ回転自在に軸支されている。ここで、上記駆動モータ１６０、減速機１７０及び駆動歯車１８１は上記の回転駆動源を構成する。

従動歯車１８２，１８２′には、従動歯車１８２，１８２′に対して偏心した位置にカム体１４２、１４２′が固定されている。この従動歯車１８２，１８２′と、その偏芯位置に固定されたカム体１４２，１４２′とは上記の回転偏芯機構を構成する。ここで、従動歯車１８２，１８２′の軸線１８２Ｘ，１８２Ｘ′（図３参照）は上記の入力回転軸を構成し、カム体１４２，１４２′の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′（図３参照、後述する第１連結部材１４４，１４４′の軸線でもある。）は上記の出力軸を構成する。

これらのカム体１４２，１４２′には、その軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′周りに第１連結部材１４４が回転可能に軸支され、この第１連結部材１４４は、カム体１４２，１４２′の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′に対して交差する方向に伸びる（図示例では水平方向、より具体的には着座部１２０の前後方向に伸びる）連結軸１４６，１４６′を介して第２連結部材１２３，１２３′に回動可能に連結されている。これらの第２連結部材１２３，１２３′は共に支持部材１２２を介して上記着座部１２０に固定されている。支持部材１２２には、上記カム体１４２，１４２′にそれぞれ当接する当接体１４８，１４９及び１４８′，１４９′が接続（固定）されている。これらの当接体１４８，１４９及び１４８′，１４９′は、カム体１４２，１４２′の上面１４２ａ，１４２ａ′に当接する当接部１４８ａ，１４９ａ及び１４８ａ′，１４９ａ′を備えている。これらの当接部１４８ａ，１４９ａ及び１４８ａ′，１４９ａ′はカム体１４２，１４２′の上面１４２ａ，１４２ａ′において転動する車輪として構成されている。また、当接体１４８，１４９及び１４８′，１４９′には、上記車輪を回転自在に軸支する支持部が設けられ、この支持部が上記支持部材１２２に接続されている。

上記のカム体１４２，１４２′と、第１連結部材１４４，１４４′と、第２連結部材１２３，１２３′と、連結軸１４６，１４６′と、当接体１４８，１４９及び１４８′，１４９′とは、上記の回転カム機構を構成する。このとき、当接体の当接部１４８ａ，１４９ａ及び１４８ａ′，１４９ａ′はカム体１４２，１４２′の軸線周りに回転しながらカム体の上面１４２ａ，１４２ａ′に倣って移動（転動）するように構成され、このときのカム体の上面１４２ａ，１４２ａ′は、上記の当接部を駆動するためのカム体の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′周りの回転方向に伸びるカム面を構成する。このカム面は、回転方向に沿って高さが変化するように構成されている。本実施形態の場合、連結軸１４６，１４６′の回動軸線からカム面と当接部１４８ａ，１４９ａ，１４８ａ′，１４９ａ′との間の当接位置までの距離が常に一定になるように構成されている。また、第１連結部材１４４，１４４′と、第２連結部材１２３，１２３′と、連結軸１４６，１４６′とは、上記の連結構造を構成し、カム体と当接体とをカム体の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′周りに回転可能に構成するとともに、連結軸１４６，１４６′の軸線である回動軸線の周りに回動可能に構成している。

本実施形態では、一対の当接部１４８ａ，１４９ａ及び１４８ａ′，１４９ａ′がカム体１４２，１４２′の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′の両側にてそれぞれカム面に常時当接し、このカム面は、一対の当接部が共に当接した状態で上記連結軸１４６，１４６′の軸線である回動軸線を中心に回動することができるように構成されている。ここで、回転カム機構の入力回転軸はカム体若しくは第１連結部材の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′であり、回転カム機構の出力軸は第２連結部材の軸線に相当する。

本実施形態では、２組の回転偏芯機構と回転カム機構の直列接続構造が着座部１２０の前後方向に配置され、それぞれ着座部１２０に接続されている。一方（前方）に配置された直列接続構造は、従動歯車１８２、カム板１４２、当接体１４８，１４９、第１連結部材１４４、第２連結部材１２３及び連結軸１４６により構成され、他方（後方）に配置された直列接続構造は、従動歯車１８２′、カム板１４２′、当接体１４８′，１４９′、第１連結部材１４４′、第２連結部材１２３′及び連結軸１４６′により構成される。

次に、以上のように構成された本実施形態の訓練器具１００の動作を説明する。上記の駆動モータ１６０を稼動させると、減速機１７０の駆動軸１７２が回転し、駆動歯車１８１が回転することにより従動歯車１８２，１８２′が同期して回転し、これによってカム体１４２、１４２′が従動歯車１８２，１８２′と一体に回転する。このとき、カム体１４２，１４２′の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′は、従動歯車１８２，１８２′の軸線１８２Ｘ，１８２Ｘ′に対して偏芯している。これにより、カム体１４２，１４２′は、従動歯車１８２，１８２′の軸線１８２Ｘ，１８２Ｘ′の周りを公転しながら自転する。また、カム体１４２，１４２′の回転（自転）によって、カム体の上面１４２ａ，１４２ａ′に対する一対の当接体１４８，１４９及び１４８′，１４９の当接部の当接位置がカム体の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′周りに回転し、その回転方向に沿ってカム面の高さが変化することにより、一対の当接体を介して第１連結部材１４４，１４４′の軸線１４４Ｘ，１４４Ｘ′（図示例では垂直線）に対して第２連結部材１２３，１２３′の軸線が繰り返し傾動する。

上記のように動作することにより、図４及び図５に示すように、着座部１２０は水平方向に偏芯運動を行いながら傾動動作を繰り返す。ここで、図４（ａ）〜（ｄ）は、着座部１２０の１動作周期内の４つの移動位置を上方から見た様子を示す平面図であり、図５（ａ）〜（ｄ）は、同じ移動位置を前方から見た様子を示す正面図である。なお、図４において１５０ａは支持台１５０の前端部、１５０ｂは支持台１５０の後端部である。

より具体的には、図４（ａ）及び図５（ａ）に示す、着座部１２０が最も後方に移動したときの姿勢を基準姿勢とした場合、着座部１２０は前方から見て水平に支持されている。この基準姿勢から従動歯車１８２，１８２′及びカム板１４２，１４２′が従動歯車１８２，１８２′の軸線１８２Ｘ，１８２Ｘ′周りに９０度回転すると、図４（ｂ）に示すように着座部１２０は前方から見たときに左側に移動し、また、図５（ｂ）に示すように着座部１２０は前方から見たときに連結軸１４６，１４６′の回動軸線を中心に時計回りに回動し、右側が下がった傾斜姿勢となる。次に、上記の基準姿勢から従動歯車１８２，１８２′及びカム板１４２，１４２′が従動歯車１８２，１８２′の軸線１８２Ｘ，１８２Ｘ′周りに１８０度回転すると、図４（ｃ）に示すように着座部１２０は前方に移動し、図５（ｃ）に示すように着座部１２０は前方から見たときに上記回動軸線を中心に反時計回りに回動するので、上記の傾斜姿勢は解消され、水平姿勢になる。次に、上記の基準姿勢から従動歯車１８２，１８２′及びカム板１４２，１４２′が従動歯車１８２，１８２′の軸線１８２Ｘ，１８２Ｘ′周りに２７０度回転すると、図４（ｄ）に示すように着座部１２０は前方から見たときに右側に移動し、また、図５（ｄ）に示すように着座部１２０は前方から見たときに上記回動軸線を中心として反時計周りに回動するので、左側が下がった傾斜姿勢となる。次に、従動歯車１８２，１８２′及びカム板１４２，１４２′が従動歯車１８２，１８２′の軸線１８２Ｘ，１８２Ｘ′周りにさらに回転して３６０度になると、着座部１２０は元の基準姿勢に戻る。

以上のように、本実施形態の着座部１２０は、水平方向（すなわち前後左右に）偏芯運動を行いながら前後方向に伸びる回動軸線の周りの回動往復運動を行うので、水平方向に揺動しながら傾動動作を繰り返す複合動作が実現される。そして、この複合動作は、乗馬時の鞍の揺動動作に類似したものとなる。

この実施形態の駆動構造においては、着座部１２０が回転偏芯機構によって水平方向に揺動しながら回転カム機構によって傾動動作を繰り返すように構成されているので、駆動構造を簡易に構成することができ、部品点数も低減できるなど、製造コストを低減することができるとともに、駆動構造を小型化することができる。より詳細に述べると、本実施形態は、回転偏芯機構と回転カム機構を直列に着座部１２０に接続することにより、上記のような乗馬時の鞍動作と類似した複合動作を実現可能としているが、回転偏芯機構は垂直軸周りの偏芯運動を生じさせるだけであり、また、回転カム機構は前後方向に伸びる水平軸周りに往復回動運動を生じさせるだけであるので、それぞれを極めて簡易な機構で構成できる。

特に、本実施形態では、回転偏芯機構の入力回転軸を回転駆動源によって回転駆動することにより、回転偏芯機構の出力軸を偏芯運動させるとともに、この回転偏芯機構の出力軸が回転カム機構の入力回転軸を回転駆動することによって回転カム機構の出力軸が傾動するように構成したことにより、回転駆動源の回転駆動力もまた回転偏芯機構を駆動した後にそのまま直列に回転カム機構に伝達され、回転カム機構を駆動するので、回転駆動源の回転駆動力も直列に伝達されることから、駆動構造全体がさらに簡素になっている。

また、本実施形態の回転偏芯機構と回転カム機構の直列接続構造は、それ単独では着座部１２０の垂直軸周りの回転動作を規制することができないが、相互に同期して動作する複数組の上記直列接続構造を設けていることにより、着座部１２０が複数箇所にて上記直列接続構造に支持される構成となるため、着座部１２０の垂直軸周りの回転動作が完全に規制され、他の支持規制構造を設けなくても着座部１２０の前後姿勢を保持することができるとともに、着座部１２０が複数箇所にて同期した駆動力を受けることになるため、着座部１２０の動作を安定させることができる。したがって、結果として着座部１２０の動作姿勢の安定性を高めつつ、着座部１２０の支持構造を簡易なものとすることができる。

尚、本考案の訓練器具は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態においては、回転偏芯機構の入力回転軸及び出力軸、ならびに、回転カム機構の入力回転軸が垂直に構成されているが、これらの軸は完全に垂直でなく、多少傾斜していても構わない。また、上記実施形態においては、回転カム機構の連結構造の回動軸線が水平軸となっているが、この回動軸線もまた完全に水平ではなく、多少傾斜していても構わない。

さらに、上記実施形態では、回転偏芯機構の出力軸に回転カム機構の入力回転軸を接続し、回転カム機構の出力軸を着座部に接続しているが、これとは逆に、回転カム機構の出力軸に回転偏芯機構の入力回転軸を接続し、回転偏芯機構の出力軸を着座部に接続するようにしてもよい。ただし、この場合には、回転カム機構の出力軸を回転偏芯機構の入力回転軸に対して傾動しないが回転可能となるように接続し、回転偏芯機構の入力回転軸を回転駆動源により別途回転駆動するように構成する必要がある。したがって、この場合には、回転駆動源の回転駆動力が回転カム機構を経て直列に回転偏芯機構を駆動するように構成することはできず、回転駆動源により回転カム機構と回転偏芯機構とを並列に回転駆動するように構成する必要がある。

本考案に係る実施形態の訓練器具の構造を着座部の駆動構造を主体として模式的に示す概略側面図。 図１に示す訓練器具の構造を矢印Ａ方向から見た状態を模式的に示す概略正面図。 訓練器具の駆動構造の主要部を模式的に示す概略拡大正面図であって、（ａ）は着座部の連結板が向かって左側が持ち上がった状態を示す図、（ｂ）は右側が持ち上がった状態を示す図。 上記実施形態の着座部の１駆動周期内の位置変化を順次に示す平面図（ａ）〜（ｄ）。 上記実施形態の駆動構造の１駆動周期内の姿勢変化を順次に示す概略正面図（ａ）〜（ｄ）。

符号の説明

１００…訓練器具、１２０…着座部、１２２…支持部材、１２３、１２３′…第２連結部材、１４２、１４２′…カム体、１４２ａ、１４２ａ´…上面（カム面）、１４４、１４４′…第１連結部材、１４６、１４６′…連結軸、１４８、１４８′、１４９、１４９′…当接体（キャスター）、１４８ａ、１４９ａ、１４８ａ′、１４９ａ′…当接部（車輪）、１９０…基台、１５０…支持台、１６０…駆動モータ、１７０…減速機、１８１…駆動歯車、１８２、１８２′…従動歯車

Claims (7)

1. 利用者が着座部に着座した姿勢で訓練を行うための訓練器具であって、
   入力回転軸に対して出力軸が相対的に水平方向に偏芯動作する回転偏芯機構と、入力回転軸に対して出力軸が相対的に傾動する回転カム機構と、前記回転偏芯機構の前記入力回転軸及び前記回転カム機構の前記入力回転軸を直接若しくは間接的に回転駆動する回転駆動源とを具備し、
   前記着座部に対して前記回転偏芯機構と前記回転カム機構が直列に接続されていることを特徴とする訓練器具。
2. 前記回転カム機構は、前記入力回転軸周りの回転方向に沿って高さが変化するカム面を備えたカム体と、前記カム面に当接する当接部を備えた当接体と、前記カム体と前記当接体とを前記入力回転軸を中心に相対的に回転可能に軸支するとともに前記カム体と前記当接体とを傾動可能に連結保持する連結構造とを有することを特徴とする請求項１に記載の訓練器具。
3. 前記回転カム機構において、前記連結構造は、前記カム体と前記当接体とを前記入力回転軸と交差する方向に伸びる一つの回動軸線の周りに回動可能に連結し、一対の前記当接部が前記回動軸線の両側においてそれぞれ前記カム体に対して常時当接するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の訓練器具。
4. 前記回転偏芯機構の前記入力回転軸は前記回転駆動源により回転駆動され、前記回転偏芯機構の前記出力軸は前記入力回転軸の周りを公転しながら自転し、
   前記回転カム機構の前記入力回転軸は前記回転偏芯機構の前記出力軸に接続され、前記回転カム機構の前記出力軸は前記着座部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の訓練器具。
5. 前記回転カム機構は、前記入力回転軸周りの回転方向に沿って高さが変化したカム面を備えたカム体と、前記カム面に当接する当接部を備えた当接体と、前記カム体と前記当接体とを前記入力回転軸を中心に相対的に回転可能に軸支するとともに前記カム体と前記当接体とを傾動可能に連結保持する連結構造とを有することを特徴とする請求項４に記載の訓練器具。
6. 前記回転カム機構において、前記連結構造は、前記カム体と前記当接体とを前記入力回転軸と交差する方向に伸びる一つの回動軸線の周りに回動可能に連結し、一対の前記当接体が前記回動軸線の両側において前記カム体に対して常時当接するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の訓練器具。
7. 前記着座部と前記回転駆動源との間に、相互に同期して動作する複数組の前記回転偏芯機構及び前記回転カム機構の直列接続構造を具備することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の訓練器具。
   
   

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