JP4317141B2

JP4317141B2 - 下肢筋力トレーニング装置

Info

Publication number: JP4317141B2
Application number: JP2005010904A
Authority: JP
Inventors: 英文佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2025-01-18
Also published as: JP2006198035A; US7556593B2; US20060160676A1

Description

本発明は、足腰の筋力を増強し、起立、歩行能力を回復，向上させるための下肢筋力トレーニング装置に関するものである。

椅子に座った姿勢で、足または腕によりアームを往復動させ、そのアームにロープを介して連結されたバランス重錘を昇降動させることにより、足または腕の筋力を増強するトレーニング装置は、下記特許文献１，２等に示されている。また、ベッドに仰向けに寝て、足をアームに掛け、屈伸運動をするトレーニング装置は、下記特許文献３，４等に示されている。また下記特許文献５には、歩行困難な患者をワイヤによりローラ上に吊り上げて歩行させることにより、下肢機能を訓練する装置が開示されている。
特許番号第２７３０８８２号公報特許番号第２８９２９８５号公報特開２００３−１７５０８５号公報特開２００４−２０９０７６号公報特開２００２−３３６３７４号公報

ところで、例えば病気治療のために寝たきりの状態が続き足腰の筋力がなくなって歩行が困難となり、車椅子での生活を余儀なくされている人は数多く見られるが、上記従来のトレーニング装置は、椅子に座ったままの状態、或いはベッドに横になった状態、或いは、ワイヤにより吊上状態にして運動するものであったので、起立したり腰を下ろしたりする際に必要となる筋肉がうまく鍛錬されないという問題があった。このため、人が起立、歩行するのに必要な左右の足の筋力をバランスよく回復させることが困難で、リハビリに長期間を要するとともに、十分なトレーニング効果を得難いために介助人にも多大な負担を強いるという問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、使用者の様態に合わせて下肢筋力を効果的にトレーニングでき、起立，歩行，運動能力を確実に回復，増強することのできる下肢筋力トレーニング装置を提供するものである。

そのために本発明の請求項１に係る下肢筋力トレーニング装置は、垂直に樹立した支柱と、該支柱に沿って昇降可能なるように設けた椅子体と、該椅子体に揚力を付与する重量バランス機構とからなり、該椅子体はサドル型座部を備え、前記重量バランス機構は該椅子体に与える揚力を適宜調整可能に構成していることを特徴とする。
また、請求項２に記載した発明は上記下肢筋力トレーニング装置において、椅子体は一対の肩当パッドを備えたものであることを特徴とする。
また、請求項３に記載した発明は上記下肢筋力トレーニング装置において、重量バランス機構は、支柱の上部に設けられた滑車に索条を巻掛し、該索条の一端を椅子体に連繋し、該索条の他端を支柱の後側に昇降可能なるように設けた錘載台に連繋してなるものであることを特徴とする。
また、請求項４に記載した発明は上記下肢筋力トレーニング装置において、重量バランス機構は、支柱の後側に錘保持枠を固設し、該錘保持枠に棒状の複数本のバランス重錘を垂直に貫挿するとともに、該各バランス重錘の昇降動を可能または不可に設定し得る錘係止手段を設け、該錘係止手段によって昇降動が可能なるように設定されたバランス重錘の荷重のみが錘載台に掛かるようにしたものであることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、起立したり腰を下ろしたりする際に必要となる下肢、臀部および腕、胸等の筋肉を包括的に鍛錬することができる。このため、起立、歩行能力を早期に回復させることができる。
請求項２に記載した発明では、使用者の両肩に荷重が負荷させられた状態で足を屈伸することにより下肢筋肉の負荷が増す。
請求項３に記載した発明では、椅子体を簡易に重量バランスさせることができる。
請求項４に記載した発明では、使用者の体重や筋力、或いは使用目的に応じた設定が可能であるので、歩行困難な人や健常者を問わず、無理なく確実なトレーニングができる。

次に本発明の好適な実施例を図面に従い説明する。図１〜図６において、１は床面に安定設置される基フレーム、２は該基フレームの中央部に垂直に樹立された支柱である。基フレーム１は角パイプにより方形枠状に形成されている。また支柱２は横断面コ字形の型鋼３ａ〜３ｄを該基フレーム上に向かい合わせに配置し、その上部に横架材４を固着することにより門形に形成される。５は該支柱２の前面に該支柱に沿って昇降可能なるように設けられた椅子体で、図５，図６に示されるように、該椅子体５は椅子フレーム６の背面構造材６ａ，６ｂに両側方に突出するローラ７ａ，７ｂを設け、該各ローラを型鋼３ａ，３ｂの内面に摺接させている。これにより該椅子フレームを支柱２に沿って昇降可能なるように設けている。そして、該椅子フレームの前面に背板８を蝶番８ａ，８ｂを介して設けるとともに、該椅子フレームの下部には前方に突出する受部９を設け、該受部上にサドル型座部１０を水平に設けてなる。なお、背板８およびサドル型座部１０の表面はクッション性のある表皮により被覆される。

また、１１ａ，１１ｂは椅子体５に設けられた一対の肩当パッドで、該肩当パッドは、発泡ウレタンゴム等の弾性材を肩の丸みに合うように下面を凹状に形成し該弾性材を表皮によって被覆してなるもので、椅子フレーム６の上部両側に設けた軸受１２ａ，１２ｂによりステー１３ａ，１３ｂを水平面内で旋回可能なるように支持し、該ステーの先端部に軸１４ａ，１４ｂを貫挿して摘子ネジ１５ａ，１５ｂにより該軸１４ａ，１４ｂを垂下状に固定し、該各軸の下端部に設けられた取付板の下面に該肩当パッド１１ａ，１１ｂを固着している。このため、ステー１３ａ，１３ｂを旋回することにより両肩当パッド１１ａ，１１ｂの間隔を使用者の肩幅に合わせて調整できるとともに、摘子ネジ１５ａ，１５ｂを緩めることにより該肩当パッドとサドル型座部１０の上面との距離を使用者の座高に合わせて調節可能にしている。

また、１６は椅子体５の初期設定高さを個人の足の長さに合わせて適宜設定できるようにする高さ調節機構で、図３に示されるように型鋼３ａの背面にラック歯１７を固設し、椅子フレーム６の背面一側に軸受１８を設けてリンク１９の一端を枢支し、該リンクの先端部に水平に係合軸２０を設け、該係合軸２０が自重によってラック歯１７に係合するようにするとともに、椅子フレーム６の一側に螺合した摘子ネジ２１により操作レバー２２を進退動操作可能に設け、該操作レバー２２の先端を係合軸２０に枢着してなる。このため、摘子ネジ２１を緩めて操作レバー２２を進退動操作することにより、係合軸２０がラック歯１７に適宜係合し、椅子体５を所望高さにて固定させることができるようにしている。

２５ａ，２５ｂは支柱２の両サイドに樹立された角パイプからなるサイドフレーム、２６ａ，２６ｂは該サイドフレームに高さ調節可能に取り付けられた一対の手摺で、該手摺は丸パイプをＵ字形に折り曲げることにより形成され、該サイドフレームの外周に上下に摺動可能に筒体２７ａ，２７ｂを設け、該手摺の基部を該筒体に固着することにより、該手摺が該サイドフレームから前方に水平に張り出すように設けられている。そして該手摺の先端部には直線状の丸パイプからなる握持棒２８ａ，２８ｂを斜め前方起立状に突設している。また、２９ａ，２９ｂは筒体２７ａ，２７ｂに螺合した摘子ネジで、該摘子ネジを緩めることにより手摺２６ａ，２６ｂは高さ調節可能となり所望高さに設定できるようにしている。

３０ａ，３０ｂは使用者の足乗せとなる踏板で、該踏板は水平面内でＬ状に折れ曲げられた丸パイプからなる一対の延長フレーム３１ａ，３１ｂの先端部に椅子体５と相対するように傾斜板状に設けられ、該各延長フレームの基部を前記基フレーム１の前方開口端に出没自在に遊嵌し、該開口端寄りに螺合された摘子ネジ３２ａ，３２ｂを緩めることにより、該椅子体５からの距離を使用者の足の長さに合わせて適宜調節可能なるようにしている。

また、図７に示されるように、前記椅子フレーム６における背面構造材６ａ，６ｂの前面に複数のピン３３が突設され、該ピンに塊状の重錘３４を着脱可能に設定できるようにしている。なお、該重錘３４は常態では前記背板８によって覆われ、該背板８は椅子フレーム６の前面に蝶番８ａ，８ｂにより開閉可能に設けられていることから、同図に示したように該背板を開けることにより、必要に応じて複数の重錘３４を該ピンに取着し、これによって椅子体５の総重量を増減できるようにしている。

また、支柱２の上部に一対のスプロケットからなる滑車４１ａ，４１ｂを設け、該滑車にチェーンからなる索条４２ａ，４２ｂを巻掛し、該索条の一端を前記椅子フレーム６の背面構造材６ａ，６ｂの上端部に連繋している。次に、椅子体５に揚力を付与するため支柱２の後側に設けられた重量バランス機構４０について説明する。支柱２の後側で型鋼３ａ，３ｂ間に錘載台フレーム４３を配置し、該錘載台フレーム４３の両側縁にはローラ４４ａ，４４ｂを設け、該ローラを型鋼３ｃ，３ｄの内面に摺接させることで該錘載台フレーム４３を支柱２に沿って昇降可能なるように設け、前記索条４２ａ，４２ｂの他端を該錘載台フレームの上端部に連繋する。また、該錘載台フレーム４３の下部には一体に後方へ水平に突出する錘載台４５を設ける。４６は型鋼３ｃ，３ｄの後側面に水平に平板４６ａ，４６ｂを固設するとともに両側縁を側板４９ａ，４９ｂにより支持してなる錘保持枠で、該平板４６ａ，４６ｂに図６に示されるように径の異なる複数の円形の透孔４７ａ〜４７ｉを上下貫通状に形成し、該各透孔に太さの異なる複数本の棒状のバランス重錘４８ａ〜４８ｉを垂直に貫挿している。なお、４９は該各バランス重錘が軽摩擦で自由に昇降動し得るように透孔４７ａ〜４７ｉの内周に設けた樹脂製ブッシュである。このため、該各バランス重錘４８ａ〜４８ｊは下端が錘載台４５上に乗り、該各バランス重錘４８ａ〜４８ｉの重量が錘載台フレーム４３に掛かる。４５ａは該各バランス重錘の下端部との衝突を和らげるため錘載台４５上に張設されたゴム製の板状の緩衝部材である。

また、前記各バランス重錘にはその昇降動を可能または不可に設定し得る錘係止手段５０が設けられる。この錘係止手段は、図４に示されるように該各バランス重錘４８ａ〜４８ｉに横孔５１，５１，５１，…を貫通状に形成するとともに、大小の棒状のレンチ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，…を平板４６ａ上にて該横孔に抜差自在なるように設けたもので、レンチが差されたバランス重錘は、該レンチによって平板４６ａ上に支持されることから下降が阻止され錘載台４５に荷重が掛かることなく、レンチが差されていないバランス重錘の荷重のみが錘載台４５上に掛かるようにしている。ちなみに、上記バランス重錘４８ａ，４８ｂの重さは１０ｋｇ、バランス重錘４８ｃ〜４８ｅの重さは５ｋｇ、バランス重錘４８ｆの重さは３ｋｇ、バランス重錘４８ｇの重さは２ｋｇ、バランス重錘４８ｈの重さは１ｋｇ、バランス重錘４８ｉの重さは０．５ｋｇである。このためこれら複数本のバランス重錘を適宜組み合わせることにより、錘載台４５上に掛かる荷重を０．５ｋｇから４１．５ｋｇまで０．５ｋｇ単位にて設定することができる。なお、５３は平板４６ａの後端縁に起立状に形成され各レンチ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，…を係止し得るようにＵ字形の切込が形成された係止板で、図示したように該切込に係合することで各レンチを位置決めできるようにしている。また、５４は型鋼３ｃ，３ｄ間に立設された補助支柱５５に錘載台フレーム４３の上端面と相対するように固設した衝撃吸収用の油圧ダンパで、該油圧ダンパに錘載台フレーム４３が衝突することで該錘載台フレーム４３の上昇動が制止される。５６は該油圧ダンパの設定高さを変更可能なるように設けられたネジ摘子である。

このように構成した下肢筋力トレーニング装置では、適宜本数のバランス重錘について上記レンチを抜脱状態にしその荷重が錘載台４５に掛かるようにすることにより、索条４２ａ，４２ｂの両端に負荷する荷重を均衡させ、或いは使用目的に応じて椅子体５側の方が重くなるように設定したり、或いはその反対に椅子体５側の方が軽くなるように設定することができる。なおこのような設定調整時には、前記係合軸２０をラック歯１７に係合させておくことにより椅子体５が無用に昇降動することがないので安全上望ましい。また、椅子フレーム６内に取着し得る前記重錘３４の個数についても必要に応じて増減することにより、使用目的に応じた広範囲なバランス調整が可能となる。そして重さの異なる複数のバランス重錘４８ａ〜４８ｉを備えていることにより、使用者の体重や筋力に応じ細かく設定することができる。

トレーニングを開始するに際しては、上記のような使用者の体重や筋力、或いは使用目的に則した適切な設定ができたところで、サドル型座部１０を跨ぐようにして腰掛け、背中を背板８に密着させ、両肩に肩当パッド１１ａ，１１ｂに当て、両足を踏板３０ａ，３０ｂ上に乗せ、握持棒２８ａ，２８ｂを両手で握り、係合軸２０の係合を解除し、その姿勢で両足を同時に屈伸することにより、図８に示したように椅子体５を昇降動させる。その際、例えば錘載台４５側が使用者の体重に相当する程度に重くなるように設定されていれば、椅子体５に揚力が付与され、サドル型座部１０によって使用者の体が無重力状態のように持ち上げられることから、該椅子体５は軽く昇降動し、両足を軽負荷にて屈伸させることができる。そしてこの際、両足の筋肉に及ぼされる負荷の程度は、バランス重錘４８ａ〜４８ｉの設定によって任意に調整できるので、使用者の様態に合わせて徐々に負荷を増大させ、無理なく確実に個人に合ったトレーニングをすることができる。このため、起立したり、腰を下ろしたり、歩行したりする際に必要となる下肢筋肉が確実に鍛錬され、歩行能力を早期に回復させることができる。また、サドル型座部１０は両足の屈伸運動を妨げることなく、着座状態から起立状態にスムースに姿勢を変えられることから適切である。

また、錘載台４５上に掛かるバランス重錘の本数を少なくし、或いは重錘３４を追加するなどすることで、椅子体５の方が重くなるように設定すれば、該椅子体５の荷重が肩当パッド１１ａ，１１ｂを介して起立しようとする使用者の両肩に加えられる。このため、下肢筋肉への負荷が増し、歩行困難な人のリハビリを目的とするだけでなく、健常者の下肢筋力を増強する目的からも効果的なトレーニングが可能となる。

そしてこの実施例に示した重量バランス機構４０では、錘載台４５の上方部位に設けられた錘保持枠４６に複数本の棒状のバランス重錘４８ａ〜４８ｉを垂直に貫挿して設けるとともに錘係止手段５０によって該各バランス重錘を係脱し、該各バランス重錘の昇降動を可能または不可に設定し得るようにしたので、該錘係止手段を操作するだけで錘載台４５に掛かる重量調整ができ、重量のある重錘を移動したり乗せ降ろしするような手間も要さず、設定操作を非常に簡便に行うことができる。

なお、この実施例に示した重量バランス機構４０は、バランス重錘４８ａ〜４８ｉを適宜組み合わせ錘載台に掛かる荷重を適宜調整できるように構成したものであるが、バランス重錘に代えて例えば油圧シリンダを設け、その流体圧力を調整することで椅子体に付与される揚力が適宜調整されるようにしてもよい。また、重量バランス機構として例えば電気モータを設けその回転トルクを調整することで椅子体５に付与される揚力が調整されるようにしてもよい。

本発明に係る下肢筋力トレーニング装置の斜視図。本発明に係る下肢筋力トレーニング装置の正面図。本発明に係る下肢筋力トレーニング装置の部分断面側面図。本発明に係る下肢筋力トレーニング装置の裏面図。本発明に係る下肢筋力トレーニング装置の縦断面図。本発明に係る下肢筋力トレーニング装置の水平断面図。本発明に係る下肢筋力トレーニング装置における椅子体の背板を開状態とした正面図。図５の作動状態図。

符号の説明

１基フレーム
２支柱
５椅子体
６椅子フレーム
１０サドル型座部
１１ａ，１１ｂ肩当パッド
４０重量バランス機構
４１ａ，４１ｂ滑車
４２ａ，４２ｂ索条
４３錘載台フレーム
４５錘載台
４８ａ〜４８ｉバランス重錘
５０錘係止手段

Claims

垂直に樹立した支柱と、前記支柱の前側に沿って昇降可能なるように設けられた椅子体と、前記椅子体に揚力を付与する重量バランス機構とからなり、
前記椅子体はサドル型座部と一対の肩当パッドとを備えると共に、複数の重錘が着脱自在に設けられ、
前記重量バランス機構は前記支柱の後側に沿って昇降可能なるように設けられた錘載台と、該支柱の上部に設けられ索条が巻掛された滑車とからなり、
前記錘載台には複数のバランス重錘がその重量を変更可能に設けられ、
前記索条はその一端が前記椅子体に連繋されると共に、他端が前記錘載台に連繋され、
前記錘載台の複数のバランス重錘が該錘載台に荷重を掛ける量によって該椅子体の揚力が変化するようになっていると共に、前記椅子体の重錘を着脱することで該椅子体の総重量を増減できるようにしたことを特徴とする下肢筋力トレーニング装置。
重量バランス機構は、支柱の後側に錘保持枠を固設し、該錘保持枠に棒状の複数本のバランス重錘を垂直に貫挿するとともに、該各バランス重錘の昇降動を可能または不可に設定し得る錘係止手段を設け、該錘係止手段によって昇降動が可能なるように設定されたバランス重錘の荷重のみが錘載台に掛かるようにしたことを特徴とする請求項１記載の下肢筋力トレーニング装置。