JP3308885B2 - 運動療法装置 - Google Patents
運動療法装置Info
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- JP3308885B2 JP3308885B2 JP34561997A JP34561997A JP3308885B2 JP 3308885 B2 JP3308885 B2 JP 3308885B2 JP 34561997 A JP34561997 A JP 34561997A JP 34561997 A JP34561997 A JP 34561997A JP 3308885 B2 JP3308885 B2 JP 3308885B2
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- assist
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば身体障害
者または高年齢者が運動療法を行う際に、ペダル回転運
動を補助的に他動で支援することにより、運動機能の回
復、および体力の維持を図ることができる運動療法装置
に関するものである。
者または高年齢者が運動療法を行う際に、ペダル回転運
動を補助的に他動で支援することにより、運動機能の回
復、および体力の維持を図ることができる運動療法装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、例えば特開昭６２−４６１９３
号公報に開示された従来の運動療法装置を示す構成図で
あり、図において、１はペダル２に結合したプーリー、
３はプーリー１とモータ７との間に設けられたプーリ
ー、４はプーリー１とプーリー３にかけられたベルト、
５はプーリー３と併設されたプーリー、６はプーリー５
とモータ７にかけられたベルト、８，９はプーリー１，
５に取り付けられたマグネット、１０，１１はマグネッ
ト８，９を検知するホール素子、１２はホール素子１
０，１１からの信号を入力しプーリー１とプーリー５と
の回転数を算出するコンピュータ、１３はこのコンピュ
ータ１２からの回転数に基づいてモータ７の負荷を制御
する負荷制御装置である。
号公報に開示された従来の運動療法装置を示す構成図で
あり、図において、１はペダル２に結合したプーリー、
３はプーリー１とモータ７との間に設けられたプーリ
ー、４はプーリー１とプーリー３にかけられたベルト、
５はプーリー３と併設されたプーリー、６はプーリー５
とモータ７にかけられたベルト、８，９はプーリー１，
５に取り付けられたマグネット、１０，１１はマグネッ
ト８，９を検知するホール素子、１２はホール素子１
０，１１からの信号を入力しプーリー１とプーリー５と
の回転数を算出するコンピュータ、１３はこのコンピュ
ータ１２からの回転数に基づいてモータ７の負荷を制御
する負荷制御装置である。
【０００３】次に動作について説明する。ペダル２の回
転はこのプーリー１とプーリー３にかけられたベルト４
によってプーリー５に伝えられて増速され、さらにベル
ト６によりモータ７に伝えられる。プーリー１とプーリ
ー５の１回転毎にホール素子１０，１１よりパルスがコ
ンピュータ１２に出力される。そして、このコンピュー
タ１２はこのパルスの数を算出した後、負荷制御装置１
３に出力する。負荷制御装置１３ではこのパルスの数に
基づいて回転数を決定し、モータ７の負荷を制御する。
転はこのプーリー１とプーリー３にかけられたベルト４
によってプーリー５に伝えられて増速され、さらにベル
ト６によりモータ７に伝えられる。プーリー１とプーリ
ー５の１回転毎にホール素子１０，１１よりパルスがコ
ンピュータ１２に出力される。そして、このコンピュー
タ１２はこのパルスの数を算出した後、負荷制御装置１
３に出力する。負荷制御装置１３ではこのパルスの数に
基づいて回転数を決定し、モータ７の負荷を制御する。
【０００４】また、左右のペダル２別に負荷を変える場
合には、位相角をπだけずらして大負荷と小負荷とを繰
り返す。すなわち、今右下肢によって踏む場合に最も踏
みやすい場所での負荷を大きくし、この位相角からπだ
け回転させた場所（左下肢によって踏む場合に最も踏み
やすい場所）での負荷を小さくすると、左下肢にかかる
負荷より右下肢にかかる負荷の方が大きくなり、特に、
右下肢を鍛えたい場合に効果的であった。
合には、位相角をπだけずらして大負荷と小負荷とを繰
り返す。すなわち、今右下肢によって踏む場合に最も踏
みやすい場所での負荷を大きくし、この位相角からπだ
け回転させた場所（左下肢によって踏む場合に最も踏み
やすい場所）での負荷を小さくすると、左下肢にかかる
負荷より右下肢にかかる負荷の方が大きくなり、特に、
右下肢を鍛えたい場合に効果的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の運動療法装置は
以上のように構成されているので、ペダル２が上死点ま
たは下死点以外の回転角度範囲に位置するときには、ペ
ダル回転負荷が軽減されなかった。したがって、ペダル
２の上死点または下死点以外の回転角度範囲において筋
力（例えば、大腿四頭筋および股関節伸筋群）の低下ま
たは運動麻痺を有している脳障害による身体障害者また
は高年齢者が運動療法を行う際には、ペダル回転運動を
全角度で継続して行うことができなかった。また、身体
障害者または高年齢者の運動機能の状態によっては、低
回転域での機械系の摩擦負荷が生じている場合には、ペ
ダル回転運動の負荷が大きくなり、ペダル回転運動を全
角度で継続して行うことができなかった。このため、身
体障害者または高年齢者はエルゴバイク等の運動療法装
置による運動機能の回復、および体力の維持を図ること
ができないなどの課題があった。
以上のように構成されているので、ペダル２が上死点ま
たは下死点以外の回転角度範囲に位置するときには、ペ
ダル回転負荷が軽減されなかった。したがって、ペダル
２の上死点または下死点以外の回転角度範囲において筋
力（例えば、大腿四頭筋および股関節伸筋群）の低下ま
たは運動麻痺を有している脳障害による身体障害者また
は高年齢者が運動療法を行う際には、ペダル回転運動を
全角度で継続して行うことができなかった。また、身体
障害者または高年齢者の運動機能の状態によっては、低
回転域での機械系の摩擦負荷が生じている場合には、ペ
ダル回転運動の負荷が大きくなり、ペダル回転運動を全
角度で継続して行うことができなかった。このため、身
体障害者または高年齢者はエルゴバイク等の運動療法装
置による運動機能の回復、および体力の維持を図ること
ができないなどの課題があった。
【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、身体障害者または高年齢者が運動
療法を行う際に、ペダル回転運動を円滑に継続して行え
ることにより、運動機能の回復、および体力の維持を図
ることができる運動療法装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、身体障害者または高年齢者が運動
療法を行う際に、ペダル回転運動を円滑に継続して行え
ることにより、運動機能の回復、および体力の維持を図
ることができる運動療法装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【課題を解決するための手段】 この発明に係る運動療法
装置は、アシスト駆動機構において、アシストモータが
予め設定された速度で一方向回りに常時回転し、このア
シストモータのモータ軸に固定されたワンウェイクラッ
チにより、アシストモータが一方向回りに回転するとき
にはモータ軸に回転自在に取り付けられたプーリーをモ
ータ軸に連動して回転させ、アシストモータが他方向回
りに回転するときにはプーリーをモータ軸に対して空転
させ、中間プーリーの回転軸に設けられた２次アシスト
プーリーにより、アシストベルトを介してプーリーと接
続され、中間プーリーの回転軸に設けられた１次アシス
トプーリーにより、１次ベルトを介してペダル軸プーリ
ーと接続されたものである。
装置は、アシスト駆動機構において、アシストモータが
予め設定された速度で一方向回りに常時回転し、このア
シストモータのモータ軸に固定されたワンウェイクラッ
チにより、アシストモータが一方向回りに回転するとき
にはモータ軸に回転自在に取り付けられたプーリーをモ
ータ軸に連動して回転させ、アシストモータが他方向回
りに回転するときにはプーリーをモータ軸に対して空転
させ、中間プーリーの回転軸に設けられた２次アシスト
プーリーにより、アシストベルトを介してプーリーと接
続され、中間プーリーの回転軸に設けられた１次アシス
トプーリーにより、１次ベルトを介してペダル軸プーリ
ーと接続されたものである。
【００１１】この発明に係る運動療法装置は、予め設定
されたペダル軸プーリーの角度範囲においてのみアシス
トモータを駆動させるものである。
されたペダル軸プーリーの角度範囲においてのみアシス
トモータを駆動させるものである。
【００１２】この発明に係る運動療法装置は、負荷モー
タの回転によるペダル軸プーリーへの回転運動を解除す
るワンウェイクラッチとを設け、負荷減少駆動機構によ
りアシストモータを回転させて負荷モータを回転させる
ものである。
タの回転によるペダル軸プーリーへの回転運動を解除す
るワンウェイクラッチとを設け、負荷減少駆動機構によ
りアシストモータを回転させて負荷モータを回転させる
ものである。
【００１３】この発明に係る運動療法装置は、負荷減少
駆動機構において、アシストモータが予め設定された速
度で他方向回りに回転し、このアシストモータのモータ
軸に固定されたモータ側ギアと中間ギアとを噛合し、こ
の中間ギアに固定されたワンウェイクラッチにより、こ
の中間ギアが一方向回りに回転するときにはプーリー軸
を中間ギアに連動して回転させ、中間ギアが他方向回り
に回転するときにはプーリー軸を中間ギアに対して空転
させ、プーリー軸に固定されたプーリーにより、プーリ
ー軸の回転を負荷減少ベルトを介して負荷モータのモー
タプーリーに伝え、ワンウェイクラッチによりモータプ
ーリーの回転によるペダル軸プーリーへの回転運動を解
除するようにしたものである。
駆動機構において、アシストモータが予め設定された速
度で他方向回りに回転し、このアシストモータのモータ
軸に固定されたモータ側ギアと中間ギアとを噛合し、こ
の中間ギアに固定されたワンウェイクラッチにより、こ
の中間ギアが一方向回りに回転するときにはプーリー軸
を中間ギアに連動して回転させ、中間ギアが他方向回り
に回転するときにはプーリー軸を中間ギアに対して空転
させ、プーリー軸に固定されたプーリーにより、プーリ
ー軸の回転を負荷減少ベルトを介して負荷モータのモー
タプーリーに伝え、ワンウェイクラッチによりモータプ
ーリーの回転によるペダル軸プーリーへの回転運動を解
除するようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による運
動療法装置の全体外観を示す構成図であり、図におい
て、２０はペダル２２が予め設定された回転速度以下に
なった回転角度範囲において補助的に働くアシスト駆動
機構と低回転域での機械系の動摩擦負荷を低減させるこ
とができる負荷減少駆動機構とを備えた運動療法本体
部、２１はペダル２２を有するペダル軸プーリー、２３
は１次ベルト（伝達手段）２４を介してペダル軸プーリ
ー２１に回転運動を伝える中間プーリー（伝達手段）、
２５は２次ベルト（伝達手段）２６を介して回転に抗す
る抵抗を中間プーリー２３に付加する負荷モータ、２７
はこの負荷モータ２５の負荷量が一定になるように制御
する負荷制御装置である。２８は運動療法本体部２０に
設けられたハンドルポールである。伝達手段としての１
次ベルト２４および２次ベルト２６はチェーンでもよ
く、この発明でのベルトについては、以下同様にチェー
ンでもよい。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による運
動療法装置の全体外観を示す構成図であり、図におい
て、２０はペダル２２が予め設定された回転速度以下に
なった回転角度範囲において補助的に働くアシスト駆動
機構と低回転域での機械系の動摩擦負荷を低減させるこ
とができる負荷減少駆動機構とを備えた運動療法本体
部、２１はペダル２２を有するペダル軸プーリー、２３
は１次ベルト（伝達手段）２４を介してペダル軸プーリ
ー２１に回転運動を伝える中間プーリー（伝達手段）、
２５は２次ベルト（伝達手段）２６を介して回転に抗す
る抵抗を中間プーリー２３に付加する負荷モータ、２７
はこの負荷モータ２５の負荷量が一定になるように制御
する負荷制御装置である。２８は運動療法本体部２０に
設けられたハンドルポールである。伝達手段としての１
次ベルト２４および２次ベルト２６はチェーンでもよ
く、この発明でのベルトについては、以下同様にチェー
ンでもよい。
【００１５】２９は運動者が体を支えるためにハンドル
ポール２８に設けられたハンドル、３０はハンドル２９
の上方でかつ運動者に向けて装着された表示部であり、
ペダリング運動を行なうにあたって、各種の負荷や、プ
ログラム内容、アシスト駆動モードかゼロ負荷駆動モー
ド等の設定を行うことができる。３１は運動療法本体部
２０に対面して設けられたリクライニング式のイスであ
り、スライドレバー３２を操作することにより、イス土
台３３上を表示部３０に対して前後にスライドする。３
４は運動療法本体部２０とイス３１とを一体化するレー
ルベースであり、長さ方向の端部には移動用の車輪３５
が設けられている。
ポール２８に設けられたハンドル、３０はハンドル２９
の上方でかつ運動者に向けて装着された表示部であり、
ペダリング運動を行なうにあたって、各種の負荷や、プ
ログラム内容、アシスト駆動モードかゼロ負荷駆動モー
ド等の設定を行うことができる。３１は運動療法本体部
２０に対面して設けられたリクライニング式のイスであ
り、スライドレバー３２を操作することにより、イス土
台３３上を表示部３０に対して前後にスライドする。３
４は運動療法本体部２０とイス３１とを一体化するレー
ルベースであり、長さ方向の端部には移動用の車輪３５
が設けられている。
【００１６】次に、アシスト駆動機構の具体的な構成に
ついて説明する。図２はこの発明の実施の形態１による
運動療法装置のアシスト駆動機構および負荷減少駆動機
構を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１による
運動療法装置のアシスト駆動機構および負荷減少駆動機
構を示す平面図である。図において、４０は中間プーリ
ー２３の回転軸２３ａ（アシスト駆動機構）に設けられ
た１次アシストプーリー（アシスト駆動機構）であり、
１次ベルト２４を介してペダル軸プーリー２１と接続さ
れている。４１は１次アシストプーリー４０の外側で回
転軸２３ａに設けられた２次アシストプーリー（アシス
ト駆動機構）、４２は回転軸２３ａに固定されたワンウ
ェイクラッチであり、回転軸２３ａが反時計回り（一方
向回り）に回転する（図３の矢印方向）ときにはワンウ
ェイクラッチ４２に固定された中間プーリー２３を回転
軸２３ａに連動して回転させ、回転軸２３ａが時計回り
（他方向回り）に回転するときには中間プーリー２３を
回転軸２３ａに対して空転させる。
ついて説明する。図２はこの発明の実施の形態１による
運動療法装置のアシスト駆動機構および負荷減少駆動機
構を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１による
運動療法装置のアシスト駆動機構および負荷減少駆動機
構を示す平面図である。図において、４０は中間プーリ
ー２３の回転軸２３ａ（アシスト駆動機構）に設けられ
た１次アシストプーリー（アシスト駆動機構）であり、
１次ベルト２４を介してペダル軸プーリー２１と接続さ
れている。４１は１次アシストプーリー４０の外側で回
転軸２３ａに設けられた２次アシストプーリー（アシス
ト駆動機構）、４２は回転軸２３ａに固定されたワンウ
ェイクラッチであり、回転軸２３ａが反時計回り（一方
向回り）に回転する（図３の矢印方向）ときにはワンウ
ェイクラッチ４２に固定された中間プーリー２３を回転
軸２３ａに連動して回転させ、回転軸２３ａが時計回り
（他方向回り）に回転するときには中間プーリー２３を
回転軸２３ａに対して空転させる。
【００１７】４３は予め設定された速度で常時回転する
アシストモータ（アシスト駆動機構および負荷減少駆動
機構）であり、アシスト駆動機構として動作させる場合
には反時計回りに回転し、負荷減少駆動機構として動作
させる場合には時計回りに回転する。４４はモータ軸
（アシスト駆動機構）４５に固定されたワンウェイクラ
ッチ（アシスト駆動機構）であり、モータ軸４５が反時
計回りに回転する（図３アシスト駆動方向）ときにはワ
ンウェイクラッチ４４に固定されたプーリー（アシスト
駆動機構）４６をモータ軸４５に連動して回転させ、モ
ータ軸４５が時計回りに回転するときにはプーリー４６
をモータ軸４５に対して空転させる。４７は２次アシス
トプーリー４１とプーリー４６との間に設けられたアシ
ストベルト（アシスト駆動機構）である。
アシストモータ（アシスト駆動機構および負荷減少駆動
機構）であり、アシスト駆動機構として動作させる場合
には反時計回りに回転し、負荷減少駆動機構として動作
させる場合には時計回りに回転する。４４はモータ軸
（アシスト駆動機構）４５に固定されたワンウェイクラ
ッチ（アシスト駆動機構）であり、モータ軸４５が反時
計回りに回転する（図３アシスト駆動方向）ときにはワ
ンウェイクラッチ４４に固定されたプーリー（アシスト
駆動機構）４６をモータ軸４５に連動して回転させ、モ
ータ軸４５が時計回りに回転するときにはプーリー４６
をモータ軸４５に対して空転させる。４７は２次アシス
トプーリー４１とプーリー４６との間に設けられたアシ
ストベルト（アシスト駆動機構）である。
【００１８】次に、負荷減少駆動機構の具体的な構成に
ついて、図２および図３を用いて説明する。５０はモー
タ軸４５に固定されたモータ側ギア（負荷減少駆動機
構）、５１はこのモータ側ギア５０と噛合する中間ギア
（負荷減少駆動機構）、５２は中間ギア５１に固定され
たワンウェイクラッチ（負荷減少駆動機構）であり、中
間ギア５１が反時計回りに回転するときにはワンウェイ
クラッチ５２に固定されたプーリー軸５３を中間ギア５
１に連動して回転させ、中間ギア５１が時計回りに回転
するときにはプーリー軸５３を中間ギア５１に対して空
転させる。５４はプーリー軸５３に固定されたプーリー
（負荷減少駆動機構）であり、プーリー軸５３の回転を
負荷減少ベルト５５を介して負荷モータ２５のモータプ
ーリー５６に伝える。
ついて、図２および図３を用いて説明する。５０はモー
タ軸４５に固定されたモータ側ギア（負荷減少駆動機
構）、５１はこのモータ側ギア５０と噛合する中間ギア
（負荷減少駆動機構）、５２は中間ギア５１に固定され
たワンウェイクラッチ（負荷減少駆動機構）であり、中
間ギア５１が反時計回りに回転するときにはワンウェイ
クラッチ５２に固定されたプーリー軸５３を中間ギア５
１に連動して回転させ、中間ギア５１が時計回りに回転
するときにはプーリー軸５３を中間ギア５１に対して空
転させる。５４はプーリー軸５３に固定されたプーリー
（負荷減少駆動機構）であり、プーリー軸５３の回転を
負荷減少ベルト５５を介して負荷モータ２５のモータプ
ーリー５６に伝える。
【００１９】次に動作について説明する。まず、アシス
トモータ４３をアシスト駆動機構として使用する場合に
ついて説明する。運動者はペダル運動をできる状態が整
ったら、表示部３０において各種の負荷、プログラム内
容、およびアシスト駆動モードを選択するとともに、ア
シストモータ４３の回転速度を設定し（ここで、アシス
トモータ４３の回転速度を２０ＲＰＭと設定したと仮定
する）、反時計回り（図３の矢印方向）のペダル運動を
開始する。運動者が２０ＲＰＭより早い速度でペダル運
動を行っている場合には、１次アシストプーリー４０、
２次アシストプーリー４１およびプーリー４６はペダル
運動の回転速度で回転するため、ワンウェイクラッチ４
２が働かず、運動者は負荷モータ２５の抵抗を受けなが
らペダル軸プーリー２１を回転させることができる。な
お、アシストモータ４３が反時計回りに回転している場
合には、モータ側ギア５０も反時計回りに回転し中間ギ
ア５１を時計回りに回転する。このため、ワンウェイク
ラッチ５２が空転して働かず、アシストモータ４３はプ
ーリー軸５３を回転させない。
トモータ４３をアシスト駆動機構として使用する場合に
ついて説明する。運動者はペダル運動をできる状態が整
ったら、表示部３０において各種の負荷、プログラム内
容、およびアシスト駆動モードを選択するとともに、ア
シストモータ４３の回転速度を設定し（ここで、アシス
トモータ４３の回転速度を２０ＲＰＭと設定したと仮定
する）、反時計回り（図３の矢印方向）のペダル運動を
開始する。運動者が２０ＲＰＭより早い速度でペダル運
動を行っている場合には、１次アシストプーリー４０、
２次アシストプーリー４１およびプーリー４６はペダル
運動の回転速度で回転するため、ワンウェイクラッチ４
２が働かず、運動者は負荷モータ２５の抵抗を受けなが
らペダル軸プーリー２１を回転させることができる。な
お、アシストモータ４３が反時計回りに回転している場
合には、モータ側ギア５０も反時計回りに回転し中間ギ
ア５１を時計回りに回転する。このため、ワンウェイク
ラッチ５２が空転して働かず、アシストモータ４３はプ
ーリー軸５３を回転させない。
【００２０】一方、運動者のペダル運動の速度が２０Ｒ
ＰＭ以下に低下した場合には、モータ軸４５が２０ＲＰ
Ｍの速度で回転しているため、ワンウェイクラッチ４４
が働き、アシストモータ４３が２次アシストプーリー４
１および１次アシストプーリー４０に伝わり中間プーリ
ー２３を回転させる。したがって、例えば、運動者が身
体障害者または高年齢者で特定の回転角度範囲（２７０
度から３６０度）のみにおいて、股関節を屈曲させるこ
とができない場合、０度から２６０度付近までは２０Ｒ
ＰＭより早い速度でペダル運動ができるため、負荷モー
タ２５の抵抗を受けながらペダル軸プーリー２１を回転
させることができる。しかし、２７０度から３６０度に
あってはペダル運動の速度が０Ｋｍ／ｈとなるため、ア
シストモータ４３が運動者に代わって中間プーリー２３
を回転させる。このため、運動者はペダル回転運動を全
角度で継続して行うことができる。
ＰＭ以下に低下した場合には、モータ軸４５が２０ＲＰ
Ｍの速度で回転しているため、ワンウェイクラッチ４４
が働き、アシストモータ４３が２次アシストプーリー４
１および１次アシストプーリー４０に伝わり中間プーリ
ー２３を回転させる。したがって、例えば、運動者が身
体障害者または高年齢者で特定の回転角度範囲（２７０
度から３６０度）のみにおいて、股関節を屈曲させるこ
とができない場合、０度から２６０度付近までは２０Ｒ
ＰＭより早い速度でペダル運動ができるため、負荷モー
タ２５の抵抗を受けながらペダル軸プーリー２１を回転
させることができる。しかし、２７０度から３６０度に
あってはペダル運動の速度が０Ｋｍ／ｈとなるため、ア
シストモータ４３が運動者に代わって中間プーリー２３
を回転させる。このため、運動者はペダル回転運動を全
角度で継続して行うことができる。
【００２１】次にアシストモータ４３を負荷減少駆動機
構として使用する場合について説明する。運動者は表示
部３０においてゼロ負荷駆動モードを選択した場合に
は、アシストモータ４３が時計回りに回転し、モータ側
ギア５０を時計回りに回転させる。そして、モータ側ギ
ア５０が時計回りに回転することにより、中間ギア５１
が反時計回りに回転しワンウェイクラッチ５２が働き、
プーリー軸５３を回転させる。そして、プーリー５４お
よびモータプーリー５６を回転させることができるた
め、低回転域での機械系の動摩擦負荷を低減させること
ができる。このとき、負荷モータ２５の軸を介して２次
ベルト２６を移動させ、中間プーリー２３を反時計回り
に回転させるが、ワンウェイクラッチ４２が空転して働
かないため、回転軸２３ａは回転しない。なお、アシス
トモータ４３が時計回りに回転した場合には、モータ軸
４５に対してワンウェイクラッチ４４が空回転するた
め、プーリー４６を回転させない。
構として使用する場合について説明する。運動者は表示
部３０においてゼロ負荷駆動モードを選択した場合に
は、アシストモータ４３が時計回りに回転し、モータ側
ギア５０を時計回りに回転させる。そして、モータ側ギ
ア５０が時計回りに回転することにより、中間ギア５１
が反時計回りに回転しワンウェイクラッチ５２が働き、
プーリー軸５３を回転させる。そして、プーリー５４お
よびモータプーリー５６を回転させることができるた
め、低回転域での機械系の動摩擦負荷を低減させること
ができる。このとき、負荷モータ２５の軸を介して２次
ベルト２６を移動させ、中間プーリー２３を反時計回り
に回転させるが、ワンウェイクラッチ４２が空転して働
かないため、回転軸２３ａは回転しない。なお、アシス
トモータ４３が時計回りに回転した場合には、モータ軸
４５に対してワンウェイクラッチ４４が空回転するた
め、プーリー４６を回転させない。
【００２２】この状態で運動者が反時計回り（図３の矢
印方向）のペダル運動を開始すれば、１次アシストプー
リー４０と２次アシストプーリー４１の反時計回りの回
転に連動してプーリー４６も反時計回りに回転するが、
ワンウェイクラッチ４４が空転して働かない。このと
き、１次アシストプーリー４０の反時計回りの回転は、
回転軸２３ａを反時計回りに回転させるが、中間プーリ
ー２３はアシストモータ４３によりすでに反時計回りに
回転しているので、回転軸２３ａの回転が中間プーリー
２３の回転より速くなったときに、初めてペダル運動に
よる力で中間プーリー２３を回転させることになる。そ
のため、回転軸２３ａの回転が中間プーリー２３の回転
に等しくなる間の低回転域での機械系の動摩擦負荷を低
減させることができる。
印方向）のペダル運動を開始すれば、１次アシストプー
リー４０と２次アシストプーリー４１の反時計回りの回
転に連動してプーリー４６も反時計回りに回転するが、
ワンウェイクラッチ４４が空転して働かない。このと
き、１次アシストプーリー４０の反時計回りの回転は、
回転軸２３ａを反時計回りに回転させるが、中間プーリ
ー２３はアシストモータ４３によりすでに反時計回りに
回転しているので、回転軸２３ａの回転が中間プーリー
２３の回転より速くなったときに、初めてペダル運動に
よる力で中間プーリー２３を回転させることになる。そ
のため、回転軸２３ａの回転が中間プーリー２３の回転
に等しくなる間の低回転域での機械系の動摩擦負荷を低
減させることができる。
【００２３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、身体障害者または高年齢者の運動機能状態によっ
て、アシスト駆動機構または負荷減少駆動機構を選択し
て運動療法を行うことができるため、身体障害者または
高年齢者の運動機能の能力が把握できなくても、ペダル
回転運動を全角度で継続して行えた。このため、運動機
能の回復、および体力の維持を図ることができるなどの
効果が得られる。なお、アシストモータ４３の回転方向
のみを変えるだけで、アシスト駆動機構か負荷減少駆動
機構かの選択が行えるので、運動療法装置自体を安価に
することができるなどの効果も得られる。
ば、身体障害者または高年齢者の運動機能状態によっ
て、アシスト駆動機構または負荷減少駆動機構を選択し
て運動療法を行うことができるため、身体障害者または
高年齢者の運動機能の能力が把握できなくても、ペダル
回転運動を全角度で継続して行えた。このため、運動機
能の回復、および体力の維持を図ることができるなどの
効果が得られる。なお、アシストモータ４３の回転方向
のみを変えるだけで、アシスト駆動機構か負荷減少駆動
機構かの選択が行えるので、運動療法装置自体を安価に
することができるなどの効果も得られる。
【００２４】上記の実施の形態では、複数のワンウェイ
クラッチ４２，４４，５２を設けることとアシストモー
タ４３を常時回転させることにより、身体障害者または
高年齢者の運動機能の能力が把握できなくても、ペダル
回転運動を全角度で継続して行えるものであった。しか
し、身体障害者または高年齢者の運動機能の能力が把握
できる場合は、表示部３０を介してペダル回転運動がで
きない回転角度を設定し、このペダル回転運動ができな
い回転角度が設定された場合には、負荷制御装置２７は
このペダル回転運動ができない回転角度を入力するとと
もに、ペダル軸プーリー２１と負荷モーター２５との近
傍に設けられたエンコーダ６０，６１（図２参照）から
の位置情報を入力する。そして、ペダル軸プーリー２１
が予め設定された回転角度の範囲に位置しているとき
に、アシストモータ４３を駆動させる。この場合には、
アシストモータ４３を常時回転させる必要がないため、
運動療法装置の動作コストを低減させることができる効
果が得られる。
クラッチ４２，４４，５２を設けることとアシストモー
タ４３を常時回転させることにより、身体障害者または
高年齢者の運動機能の能力が把握できなくても、ペダル
回転運動を全角度で継続して行えるものであった。しか
し、身体障害者または高年齢者の運動機能の能力が把握
できる場合は、表示部３０を介してペダル回転運動がで
きない回転角度を設定し、このペダル回転運動ができな
い回転角度が設定された場合には、負荷制御装置２７は
このペダル回転運動ができない回転角度を入力するとと
もに、ペダル軸プーリー２１と負荷モーター２５との近
傍に設けられたエンコーダ６０，６１（図２参照）から
の位置情報を入力する。そして、ペダル軸プーリー２１
が予め設定された回転角度の範囲に位置しているとき
に、アシストモータ４３を駆動させる。この場合には、
アシストモータ４３を常時回転させる必要がないため、
運動療法装置の動作コストを低減させることができる効
果が得られる。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【発明の効果】 以上のように、 この発明によれば、アシ
スト駆動機構において、アシストモータが予め設定され
た速度で一方向回りに常時回転し、このアシストモータ
のモータ軸に固定されたワンウェイクラッチにより、ア
シストモータが一方向回りに回転するときにはモータ軸
に回転自在に取り付けられたプーリーをモータ軸に連動
して回転させ、アシストモータが他方向回りに回転する
ときにはプーリーをモータ軸に対して空転させ、中間プ
ーリーの回転軸に設けられた２次アシストプーリーによ
り、アシストベルトを介してプーリーと接続され、中間
プーリーの回転軸に設けられた１次アシストプーリーに
より、１次ベルトを介してペダル軸プーリーと接続する
ように構成したので、身体障害者または高年齢者が運動
療法を行う際に、ペダル回転運動を全角度で継続して行
え、運動機能の回復、および体力の維持を図ることがで
きる効果がある。
スト駆動機構において、アシストモータが予め設定され
た速度で一方向回りに常時回転し、このアシストモータ
のモータ軸に固定されたワンウェイクラッチにより、ア
シストモータが一方向回りに回転するときにはモータ軸
に回転自在に取り付けられたプーリーをモータ軸に連動
して回転させ、アシストモータが他方向回りに回転する
ときにはプーリーをモータ軸に対して空転させ、中間プ
ーリーの回転軸に設けられた２次アシストプーリーによ
り、アシストベルトを介してプーリーと接続され、中間
プーリーの回転軸に設けられた１次アシストプーリーに
より、１次ベルトを介してペダル軸プーリーと接続する
ように構成したので、身体障害者または高年齢者が運動
療法を行う際に、ペダル回転運動を全角度で継続して行
え、運動機能の回復、および体力の維持を図ることがで
きる効果がある。
【００２９】この発明によれば、予め設定されたペダル
軸プーリーの角度範囲においてのみアシストモータを駆
動させるように構成したので、運動機能の回復、および
体力の維持を図ることができるとともに、運動療法装置
の動作コストを低減させることができる効果がある。
軸プーリーの角度範囲においてのみアシストモータを駆
動させるように構成したので、運動機能の回復、および
体力の維持を図ることができるとともに、運動療法装置
の動作コストを低減させることができる効果がある。
【００３０】この発明によれば、負荷モータの回転によ
るペダル軸プーリーへの回転運動を解除するワンウェイ
クラッチとを設け、負荷減少駆動機構によりアシストモ
ータを回転させて負荷モータを回転させるように構成し
たので、低回転域での負荷を低減させることができる効
果がある。
るペダル軸プーリーへの回転運動を解除するワンウェイ
クラッチとを設け、負荷減少駆動機構によりアシストモ
ータを回転させて負荷モータを回転させるように構成し
たので、低回転域での負荷を低減させることができる効
果がある。
【００３１】この発明によれば、負荷減少駆動機構にお
いて、アシストモータが予め設定された速度で他方向回
りに回転し、このアシストモータのモータ軸に固定され
たモータ側ギアと中間ギアとを噛合し、この中間ギアに
固定されたワンウェイクラッチにより、この中間ギアが
一方向回りに回転するときにはプーリー軸を中間ギアに
連動して回転させ、中間ギアが他方向回りに回転すると
きにはプーリー軸を中間ギアに対して空転させ、プーリ
ー軸に固定されたプーリーにより、プーリー軸の回転を
負荷減少ベルトを介して負荷モータのモータプーリーに
伝え、ワンウェイクラッチによりモータプーリーの回転
によるペダル軸プーリーへの回転運動を解除するように
構成したので、低回転域での負荷を低減させることがで
きる効果がある。
いて、アシストモータが予め設定された速度で他方向回
りに回転し、このアシストモータのモータ軸に固定され
たモータ側ギアと中間ギアとを噛合し、この中間ギアに
固定されたワンウェイクラッチにより、この中間ギアが
一方向回りに回転するときにはプーリー軸を中間ギアに
連動して回転させ、中間ギアが他方向回りに回転すると
きにはプーリー軸を中間ギアに対して空転させ、プーリ
ー軸に固定されたプーリーにより、プーリー軸の回転を
負荷減少ベルトを介して負荷モータのモータプーリーに
伝え、ワンウェイクラッチによりモータプーリーの回転
によるペダル軸プーリーへの回転運動を解除するように
構成したので、低回転域での負荷を低減させることがで
きる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による運動療法装置
の全体外観を示す構成図である。
の全体外観を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による運動療法装置
のアシスト駆動機構および負荷減少駆動機構を示す斜視
図である。
のアシスト駆動機構および負荷減少駆動機構を示す斜視
図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による運動療法装置
のアシスト駆動機構および負荷減少駆動機構を示す平面
図である。
のアシスト駆動機構および負荷減少駆動機構を示す平面
図である。
【図４】 従来の運動療法装置を示す構成図である。
２１ ペダル軸プーリー、２３ 中間プーリー（伝達手
段）、２３ａ 回転軸（アシスト駆動機構）、２４ １
次ベルト（伝達手段）、２５ 負荷モータ、２６ ２次
ベルト（伝達手段）、２７ 負荷制御装置、４０ １次
アシストプーリー（アシスト駆動機構）、４１ ２次ア
シストプーリー（アシスト駆動機構）、４３ アシスト
モータ（アシスト駆動機構，負荷減少駆動機構）、４４
ワンウェイクラッチ（アシスト駆動機構）、４５ モ
ータ軸（アシスト駆動機構）、４６ プーリー（アシス
ト駆動機構）、４７ アシストベルト（アシスト駆動機
構）、５０ モータ側ギア（負荷減少駆動機構）、５１
中間ギア（負荷減少駆動機構）、５２ ワンウェイク
ラッチ（負荷減少駆動機構）、５３ プーリー軸（負荷
減少駆動機構）、５４ プーリー（負荷減少駆動機
構）、５５ 負荷減少ベルト（負荷減少駆動機構）、５
６ モータプーリー（負荷減少駆動機構）。
段）、２３ａ 回転軸（アシスト駆動機構）、２４ １
次ベルト（伝達手段）、２５ 負荷モータ、２６ ２次
ベルト（伝達手段）、２７ 負荷制御装置、４０ １次
アシストプーリー（アシスト駆動機構）、４１ ２次ア
シストプーリー（アシスト駆動機構）、４３ アシスト
モータ（アシスト駆動機構，負荷減少駆動機構）、４４
ワンウェイクラッチ（アシスト駆動機構）、４５ モ
ータ軸（アシスト駆動機構）、４６ プーリー（アシス
ト駆動機構）、４７ アシストベルト（アシスト駆動機
構）、５０ モータ側ギア（負荷減少駆動機構）、５１
中間ギア（負荷減少駆動機構）、５２ ワンウェイク
ラッチ（負荷減少駆動機構）、５３ プーリー軸（負荷
減少駆動機構）、５４ プーリー（負荷減少駆動機
構）、５５ 負荷減少ベルト（負荷減少駆動機構）、５
６ モータプーリー（負荷減少駆動機構）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 悟 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 水庫 功 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−308406（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−42232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A63B 23/04 A63B 22/06 A61H 1/02
Claims (4)
- 【請求項１】 運動者がペダルを介して回転させるペダ
ル軸プーリーと、１次ベルトを介して上記ペダル軸プー
リーの回転運動が伝えられる中間プーリーと、２次ベル
トを介して回転に抗する抵抗を上記中間プーリーに付加
する負荷モータと、この負荷モータの負荷量を制御する
負荷制御装置とを備えた運動療法装置において、 上記ペダル軸プーリーの回転速度が設定された速度以下
に減速したときに、上記中間プーリーを回転させるアシ
スト駆動機構を設け、 上記アシスト駆動機構は、 予め設定された速度で一方向回りに回転するアシストモ
ータと、 このアシストモータのモータ軸に固定され、上記アシス
トモータが一方向回りに回転するときには上記モータ軸
に回転自在に取り付けられたプーリーを上記モータ軸に
連動して回転させ、上記アシストモータが他方向回りに
回転するときには上記プーリーを上記モータ軸に対して
空転させるワンウェイクラッチと、 上記中間プーリーの回転軸に設けられ、アシストベルト
を介して上記プーリーと接続される２次アシストプーリ
ーと、 上記中間プーリーの回転軸に設けられ、上記１次ベルト
を介して上記ペダル軸プーリーと接続される１次アシス
トプーリーとを備え たことを特徴とする運動療法装置。 - 【請求項２】 アシストモータは、予め設定されたペダ
ル軸プーリーの角度範囲においてのみ駆動させることを
特徴とする請求項１記載の運動療法装置。 - 【請求項３】 運動者がペダルを介して回転させるペダ
ル軸プーリーと、伝達手段を介して回転に抗する抵抗を
上記ペダル軸プーリーに付加する負荷モータと、この負
荷モータを制御する負荷制御装置とを備えた運動療法装
置において、 上記負荷モータを回転させるアシストモータと、 上記負荷モータの回転による上記ペダル軸プーリーへの
回転運動を解除するワンウェイクラッチとを設け、上記
アシストモータを回転させて上記負荷モータを回転させ
る負荷減少駆動機構を設けたことを特徴とする運動療法
装置。 - 【請求項４】 負荷減少駆動機構は、予め設定された速
度で他方向回りに回転するアシストモータと、 このアシストモータのモータ軸に固定されたモータ側ギ
アと、 このモータ側ギアと噛合する中間ギアと、 この中間ギアに固定され、この中間ギアが一方向回りに
回転するときにはプーリー軸を上記中間ギアに連動して
回転させ、上記中間ギアが他方向回りに回転するときに
は上記プーリー軸を上記中間ギアに対して空転させるワ
ンウェイクラッチと、 上記プーリー軸に固定され、上記プーリー軸の回転を負
荷減少ベルトを介して負荷モータのモータプーリーに伝
えるプーリーと、 上記モータプーリーの回転による上記ペダル軸プーリー
への回転運動を解除するワンウェイクラッチとを備えた
ことを特徴とする請求項３記載の運動療法装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34561997A JP3308885B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 運動療法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34561997A JP3308885B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 運動療法装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11169484A JPH11169484A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3308885B2 true JP3308885B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=18377833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34561997A Expired - Lifetime JP3308885B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 運動療法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3308885B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3929230B2 (ja) | 2000-04-26 | 2007-06-13 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 運動療法装置 |
| JP2008237726A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd | 固定運動負荷装置の制御装置およびその制御方法 |
| JP5260988B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2013-08-14 | パナソニックヘルスケア株式会社 | 受動型運動機器及び制御装置 |
| JP6523670B2 (ja) * | 2014-12-08 | 2019-06-05 | アルインコ株式会社 | 多目的エルゴメータ |
| JP6592790B1 (ja) * | 2019-03-28 | 2019-10-23 | 靖夫 内川 | クランク回転駆動伝達機構 |
-
1997
- 1997-12-15 JP JP34561997A patent/JP3308885B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11169484A (ja) | 1999-06-29 |
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