JP4818910B2 - 脚伸長機械 - Google Patents

Description

本出願は，2003年6月4日に米国出願した米国仮出願第60/475,600号に基づくものである。

本発明は一般的に伸長機械に関し，特に，人の脚部の伸長を容易にするための脚伸長機械に関する。

自らの手足の運動が制限された人にとって，規則的な機能訓練は重要な利点をもつことは以前から知られている。このような人（脊髄の怪我，脳梗塞，多発性硬化症（MS），筋ジストロフィー（MD），または運動機能の（一時的または永久的な）障害をもたらす怪我または障害を被っている人）はまた，機能障害が，他の比較的影響のない体の部分の機能訓練にも著しく悪い影響を与えることを理解している。

体の大部分の規則的な運動は，このような障害を受けた人を快適で，健康な満足のいく状態に促進することが必要であることを示している。そのようなことができないと，痛み，不健康，危険な結果がもたらされることになる。たとえば，動かないことにより，関節や腱が直ちに痛みだし，硬くなる。長期間，使用するとなく，また十分な利用のない筋肉は萎縮することになる。血栓の形成が著しくなることが示されている。長期間動かないと，心臓血管システム全体が悪化する。

対照的に，障害のある手足が規則的に機能訓練されると（たとえば，理学療法士が，手取り足取りにより繰り返して伸長を受けると），関節は柔軟になり，血液の循環は改善され，萎縮傾向は改善され，心臓は効果的に働き，患者は痛みや不快感を受けなくなる。このような機能訓練の利点は議論の余地のないところであるが，患者も補助者（療法士やボランティア）も，相当な時間と努力が必要となる。このような場合，身体障害をもった人が本当に効率的な機能訓練を行おうとすると，補助者の力やスタミナを著しく消耗する。

本発明にしたがって，主シャフト３６に第一の端部が取り付けられる脚支持アーム３４（脚支持アームは，脚支持アームの第二の端部に取り付けられる脚支持部３８を有する），および脚支持アームが，約３０から７０度の範囲，好適には約４０から６０度の範囲で回動するように，主シャフトを始点位置から終点位置へと回転する手段により特徴付けられる脚伸長機械１０が開示される。さらに，脚支持アーム３４の始点位置を調節する手段が設けられる。さらにまた，脚支持アーム３４の長さが調節可能となる。

本発明にしたがって，ベース１４，二つの側壁１６，１８，正面壁２０および背面壁２２ならびに傾斜上面２４を有する機械ケース１２が備えられる。腕支持部２８が機械ケース１２に取り付けられる。腕支持部２８は機械ケース１２に取り付けられる支持アーム３０に回動自在に取り付けられるハンドル３２およびハンドルに回転自在に止め付けられるハンドグリップ３３を有する。

さらに，本発明にしたがって，脚支持アーム３４の端部に取り付けられる足支持アーム４０（そこから足支持部４２が伸長する）が備えられる。足支持アーム４０は，脚支持アーム３４に関して，約３０度から約７０度の角度，好適には約４０度から約６０度の角度“a”が付けられている。

本発明にしたがって開示される，使用者の脚を伸長する方法は，脚支持アーム３４（そこから伸長する脚支持部３８を有する）を有する脚伸長機械１０を用意する工程（脚支持アーム３４は，脚支持部が約３０から７０度の範囲で動けるように始点位置から終点位置へと回転する），使用者の脚の少なくとも一方を脚支持部３８上に配置する工程，および脚支持部を始点位置から終点位置へと動かす工程を含む。

本発明にしたがって開示される工程は，脚支持アーム３４の一端に取り付けられる足支持アーム４０（足支持アームは，そこから伸長する足支持部４２を有する）を用意し，使用者の足のいずれかを足支持部に対して押し付けることを含む。

さらに，本発明にしたがって開示される工程は，足支持アーム３４の始点位置を定め，１０秒ないし２０秒の時間の間，終点位置（第二の位置）に足支持アーム３４を維持することを含む。

本発明のこれらおよび他の特徴は以下の記述および添付図面より明らかになろう。

図１は，ベース１４，ベース１４，二つの側壁１６，１８，正面壁２０および背面壁２２ならびに傾斜上面２４を有する機械ケース１２を含む脚伸長機械１０の側面を示す。電気的な制御パネル２６が上面２４（図２を参照）に設けられている。

腕支持部２８が支持アーム３０（機械ケース１２に取り付けられる），およびハンドル３２（ハンドルに回動自在に止め付けられるハンドグリップ３３を含む）を含む。アーム３０は，ハンドル３２を上下に，ベース１４に接近させ，遠ざかるように配置できるように調節可能なもので，ロックピン３１でもって位置を固定することができる。

脚伸長機械１０は，一方の端部３４aが主（操作）シャフト３６に固定され，他方の端部３４bが円筒状の脚支持部３８を有する脚支持アーム３４を含む。脚支持アーム３４の長さは，伸縮調節式に調節可能で，ロックピン９８で所定の位置に固定することができる。脚支持部３８は図２に示されているように，アーム３４に対して９０度の角度をなすように伸長する。さらに，足支持アーム４０は，アーム３４の端部３４bに，約３０度から約７０度，好適には約４０度から５０度の角度“a”をなすように止め付けられている。足支持アーム４０は足支持アーム４０の自由端部４０aからほぼ垂直に外側に向かって伸長する円筒状の足支持部４２を有する。足支持部４２は，使用者のくるぶし部分，すなわちアキレス腱が脚支持部３８により支持される間，使用者の足の裏が押し付けられるものである。

動作中，操作シャフト３６はアーム３４を，好適には図１で，破線で示された位置から実線で示された位置の間で，約２０度，回動させる。下述するように，足支持部３８の動きにより，人の脚が伸長する。

図３に，本発明の伸長機械１０のための操作機構手段が示されている。操作機構手段は，モータ・ベースブラケット５２に取り付けられた，モータおよびギヤボックス組立体５０を含む。モータ５４はギヤボックス５６に取り付けられている。ギヤボックスシャフト５８が，ギヤボックス５６から外に向かって伸長している。図３および図４に示されているように，ギヤボックスシャフト５８の端部に止め付けられたスリーブ（端部金具）６０が，モータ５４のオンオフを行うマイクロスイッチ６４を起動する突出部６２を有する。連結アーム６５がスリーブ（端部金具）６０に止め付けられている。連結アーム６５は順に，第二の連結アーム６６の一方の端部にボルトで取り付けられる。連結アーム６６の他方の端部が順に，連結アーム６７にボルトで取り付けられ，さらに連結アーム６７は主（操作）シャフト３６に止め付けられている。

主操作シャフト３６は，機械ケース１２の両側壁１６，１８に止め付けられたベアリング７１，７３により取り付けられている。主操作シャフト３６の一端が，図１で，破線で示された位置から実線で示された位置へと，約３０度から約７０度，好適には約４０から５０度の角度，アームを回動させるように，アーム３４（図１を参照）に止め付けられている。

図３によく示されているように，モータ・ベースブラケット５４は，ケース１２を横切る二つのスライドシャフト７８，７９（図４を参照）に，滑動自在に取り付けられた，二対のスリーブフランジ７４，７６（図示せず）に止め付けられている。調節モータ８０がスライドシャフト７８に止め付けられ，螺刻されたスリーブ７４に螺合し，伸長する螺刻されたロッド８２を駆動する。スリーブ８４は順に，モータ８０に近くでスライドシャフト７８に止め付けられたスイッチ８６，およびケース１２の正面壁２０に近くでスライドシャフト７８に止め付けられた他のスイッチ８８がある。

調節モータ８０は螺刻されたロッド８２を旋回するために二つの方向に操作し，このことによりアーム３４の始点位置を調節するように主操作シャフト３６を回転させる（図１において破線で示す）。アーム３４は，シャフト３６を通過する軸線１００（図１を参照）により平行な位置へと下に回動することから，アーム３４が約３０度から６０度の範囲の角度，好適には約４５度，回動するとき，使用者は自らの足を伸長させる必要がない。

調節モータ８０は図２に示されているように，電気的制御パネル２６のスイッチ（図示せず）により操作される。モータブラケット５２が止め付けられたスリーブフランジ７４の動く範囲は，二つのマイクロスイッチ８６，８８により制限される。モータ８０がモータ５４をモータ８０の方向に動かすと，モータ５４の端部はマイクロスイッチ８６と接し，モータ８０の動作を停止する。モータ８０の回転が反転すると，モータブラケット５２はスイッチ８８と接し，このことにより，モータ８０はオフとなる。

図３は，モータ５４の操作のためのd/cコンバータ９０も示す。脚支持部３８が最も高い点に位置するように，主（操作）シャフト３６が（回転の中心の線４４（図２）を中心に）回転したときにモータ５４を停止させるためにリレー９２が備えられ，脚支持部３８が最も低い点に位置するように，主操作シャフト３６が（回転の中心の線４４（図２）を中心に）回転したときにモータ５４を停止させるためのリレー９２が備えられている。脚支持部３８がある時間間隔，上方の位置に保持されるように，タイムリレー９６が備えられている。

動作において，使用者は，車いすのような椅子に腰を掛け，自らの脚の一方または両方を脚支持部３８に位置させ，アキレス腱を載せる。同時に，使用者は足の裏を足支持部４２に押し付ける。図１および図２に示されているように，機械１０の正面壁２０に関して，脚支持部３８および足支持部４２の位置は調節ノブ９８で調節し，固定することができる。シャフト３６を通過する中心線１００に対してアーム３４が配置される最初の角度は，電子制御パネル２６のスイッチ（図示せず）でもって使用者により定められる。スイッチは調節モータ８０を起動させ，ロッド（ネジ）８２を回転させ，このことにより，端部金具６０は，連結アーム６６および６７を動かして主シャフト３６の位置を調節する。

使用者が自らの脚を支持部３８に載せ，ハンドル３２を保持すると，脚伸長装置が始動する。モータ５４が稼働し，シャフト５８（シャフト５８のまわりにスリーブ６０を回す）を回転させる。スリーブ６０が回ると，アーム６５が回転し，これに取り付けられたアーム６６が前方および後方に動く。アーム６６の動により，これに取り付けられたアーム６７は，主シャフト３６を，約３０度から７０度，好適には４０度から５０度，回転させる。主シャフト３６の回転により，図１に破線で示されているように，アーム３４は，下方位置へと回る。この動きにより，使用者の脚は伸長される。

シャフト５８の回転が続くと，突出部６２はモータ５４をオフにするマイクロスイッチ６４を係合する。一方で，脚支持部３８が最も高い位置に達し，連続して，脚支持部が最も低い位置へと動くようにリレー９２がモータ５４を後方へ移動させる前に，タイムリレー９６はトリガーされ，すなわち２０秒間，遅延を生じさせる。

本発明は好適な実施例に関連して記述されてきたが，明細書，特許請求の範囲の記述，説明に基づき，当業者であれば同等の変更，修正をなすことできる。上記した要素により達成される種々の機能に関して，その要素を説明するために使用されている用語（手段も含む）は、本発明の例示の例において機能を達成する構成と構成上同等でないものでも，記述した要素の特定の機能を達成する要素（すなわち，機能的に同等なもの）に対応するものである。さらに，本発明の特定の特徴がいくつかの実施例のひとつでもって記述されてはいるが，このような特徴は，望ましい他の実施例，特定の応用例に対して利点をもつ実施例のいくつかと組み合わせることができる。

図１は本発明の脚伸長機械の側面図である。 図２は図本発明の脚伸長機械の平面図である。 図３は図本発明の脚伸長機械の断面図である。 図４は本発明の脚伸長機械の動作機構を示す拡大部分平面図である。

Claims (7)

1. 使用者の脚を伸長するための脚伸長装置であって，
   ベース，二つの側壁，前方にある正面壁および後方にある背面壁ならびに斜面上面を有する機械ケースと，
   該機械ケースの前記側面から外に伸長する回転する主シャフトに第一の端部が取り付けられる脚支持アームであって，該脚支持アームの第二の端部に取り付けられる，使用者のくるぶし部を支持するための脚支持部と，前記脚支持アームの第二の端部に止め付けられる足支持アームとを有する，脚支持アームと，
   前記機械ケース内にあって，始点位置から終点位置へと前記回転する主シャフトを回転させるための，連結アーム組立体により前記回転する主シャフトに連結されたモータおよびギヤボックス組立体と，
   前記回転する主シャフトが前記始点位置へと回転するように，前記モータおよびギヤボックス組立体と前記連結アーム組立体とを移動させる調節モータと，
   を含み，
   前記足支持アームは，使用者の足裏が押し付けられる足支持部を有し，
   前記回転する主シャフトが前記始点位置にあるときの前記脚支持アームは，前記回転する主シャフトの回転の中心の線に対して垂直且つ鉛直下方に延びる中心線から前方に向かって９０度未満の角度となる位置にあって，使用者の脚を支持し，
   使用者の脚を伸長するために前記脚支持アームが回動して，前記回転する主シャフトが前記終点位置にあるとき，前記脚支持アームは，前記中心線から前方に向かって垂直になる位置にあり，
   前記始点位置から前記終点位置への脚支持アームの回動は３０度から７０度の範囲である，
   ことを特徴とする脚伸長装置。
2. さらに，
   前記モータおよびギヤボックス組立体が滑動自在に取り付けられた少なくとも一つのスライドシャフトを含み，
   前記調節モータは，前記スライドシャフトに取り付けられ，
   前記調節モータは，前記回転する主シャフトを前記始点位置へ回転させるために，前記モータおよびギヤボックス組立体を前記スライドシャフトにそって移動させる，
   ことを特徴とする，請求項１に記載の脚伸長装置。
3. さらに，
   前記回転する主シャフトおよび前記脚支持アームを前記終点位置に，所定期間の間，保持するためのタイムリレーを含む，
   ことを特徴とする，請求項１の脚伸長装置。
4. 前記機械ケースに取り付けられる腕支持部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の脚伸長装置。
5. 前記腕支持部が機械ケースに取り付けられる支持アーム，該支持アームに回動自在に取り付けられるハンドル，該ハンドルに回転自在に止め付けられるハンドルグリップをさらに有することを特徴とする請求項４に記載の脚伸長装置。
6. 前記脚支持アームの長さが調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の脚伸長装置。
7. 前記足支持アーム（４０）が前記脚支持アーム（３４）の長手方向に対して、前記脚支持アームの前記始点位置から前記終点位置への回転方向に４０度から６０度の角度（a）を付けて配置されることを特徴とする請求項１に記載の脚伸長装置。

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