JP4956415B2

JP4956415B2 - 他動運動機器

Info

Publication number: JP4956415B2
Application number: JP2007341332A
Authority: JP
Inventors: 泉三原; 紀夫中野; 尚久小澤; 和弘越智; 文吾今井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-12-28
Also published as: JP2009160172A

Description

本発明は、使用者の身体を支持する支持部の少なくとも一部を駆動装置で規則的に移動させることにより使用者の身体を揺動させ、使用者に他動的に運動をさせる他動運動機器に関するものである。

従来から、この種の他動運動機器の例として、使用者が腰掛けた状態で使用するもの（たとえば特許文献１参照）や、使用者が立った状態で使用するものなどが提案されている。

特許文献１記載の運動補助装置は、使用者の臀部を支持するシート部と、使用者が臀部をシート部に載せた状態で使用者の左右の足をそれぞれ載せる足置台とを支持部として備えており、電動モータ等を含む駆動装置でシート部を規則的に揺動させることにより、使用者の臀部の位置の変化に伴い使用者の脚部に作用する自重を変化させることができる。この運動補助装置を用いれば、使用者に膝の屈伸をほとんど行わせることなく、使用者の脚部に作用する自重の変化により主に大腿部の筋群を緊張・弛緩させることができ、膝に負担を掛けることなく大腿部の筋群の強化が可能になる。

この種の他動運動機器を用いれば、使用者は自発的に筋力を発揮することなく他動的に運動を行うことができるので、使用者に係る負担を小さく抑えることができ、運動能力の低い使用者であっても継続して運動することが容易になる。
特開２００７−８９６５０号公報（第５−８頁）

ところで、人はたとえば歩行中につまずいた際などに瞬間的に脚部に力を入れて踏ん張ることにより転倒を防止するが、脚部の瞬発力が低い人においては、つまずいた際に瞬時に踏ん張ることが困難であるため転倒の可能性が高くなる。そこで、使用者においては、転倒による事故を防止するために、脚部の瞬発力を鍛えることができる運動が要望されている。

しかし、上述した他動運動機器は、使用者に対して規則的に移動する支持部の動きに合わせて他動的に筋群の伸縮を行わせるものであるから、使用者の脚部の瞬発力に関して高い運動効果が期待できるものではない。

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、使用者の脚部の瞬発力に関して高い運動効果が期待できる他動運動機器を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、使用者の身体を支持する支持部と、支持部の少なくとも一部を所定範囲内で規則的に移動させることによって使用者の身体を揺動させる駆動装置と、使用者の左右いずれかの足による踏込動作を指定動作として提示する動作提示手段と、使用者による前記指定動作の実行を検出する動作検出手段と、動作提示手段で前記指定動作が提示されてから動作検出手段で前記指定動作の実行が検出されるまでに要した時間が所定時間内か否かを判断する判断手段と、判断手段の判断結果を提示する結果提示手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、使用者の左右いずれかの足による踏込動作を提示動作として動作提示手段に提示することによって、使用者に対して不意に提示された指定動作を行わせることができ、しかも、判断手段において使用者が指定動作の提示に反応して所定時間以内に指定動作を実行できているか否かを判断し、この判断結果を結果提示手段で提示することができるので、指定動作の提示に反応できている使用者に対しては継続して運動させることができ、一方、指定動作の提示に反応できていない使用者に対しては指定動作の提示に対する正しい反応を促すことができる。その結果、使用者の脚部の瞬発力が鍛えられ、使用者においては、たとえば歩行中につまずいた際などに瞬間的に脚部に力を入れて踏ん張るという転倒を防止するための運動能力が向上し、転倒による事故を回避できるという効果が期待できる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記支持部が、前記使用者の臀部を支持する鞍部と、鞍部の左右方向の両側に取り付けられ使用者が臀部を鞍部に載せている状態で使用者の左右の足をそれぞれ支持する左右一対の鐙部とを有し、前記駆動装置が鞍部を揺動させ、前記動作提示手段および前記動作検出手段が、左右いずれかの鐙部に対する使用者の足による踏込動作を前記指定動作とすることを特徴とする。

この構成によれば、上半身が揺動することにより歩行運動に近い運動状態にある使用者に指定動作を行わせることができるので、静止状態にある使用者に指定動作を行わせる場合に比べて、歩行中につまずいた際に踏ん張るという転倒を防止するための運動能力の向上に大きく寄与することができる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記支持部が使用者の左右の足をそれぞれ載せる左右一対の足支持台を有し、前記駆動装置が各足支持台を所定経路に沿って往復移動させ、前記動作提示手段および前記動作検出手段が、左右いずれかの足支持台に対する使用者の足による踏込動作を前記指定動作とすることを特徴とする。

この構成によれば、左右の足が往復移動することにより歩行運動に近い運動状態にある使用者に指定動作を行わせることができるので、静止状態にある使用者に指定動作を行わせる場合に比べて、歩行中につまずいた際に踏ん張るという転倒を防止するための運動能力の向上に大きく寄与することができる。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記支持部が、前記使用者の臀部を支持するシート部と、使用者が臀部をシートに載せている状態で使用者の左右の足をそれぞれ載せるものであって使用者の足による踏み込みを受けて下方に移動し前記踏み込みが解除されると上方に復帰する左右一対の足置台とを有し、前記駆動装置がシート部を揺動させ、前記動作提示手段および前記動作検出手段が、左右いずれの足置台に対する使用者の足による踏込動作を前記指定動作とすることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記動作提示手段が、適宜に決定されるタイミングで前記指定動作を提示することを特徴とする。

この構成によれば、指定動作を提示するタイミングをランダムとすることで、指定動作が提示されるタイミングを使用者に予測させないようにすることができ、したがって、たとえば歩行中につまずいた際などに、咄嗟に脚部に力を入れて踏ん張るという転倒を防止するための運動能力の向上に大きく寄与することができる。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記駆動装置が、前記支持部の移動に伴い前記使用者の脚部に作用する自重を変化させるものであって、前記動作提示手段が、駆動装置による支持部の移動に伴い使用者の脚部に作用する自重が増加するタイミングに合わせて前記指定動作を提示することを特徴とする。

この構成によれば、駆動装置による支持部の移動に伴い使用者の脚部に作用する自重が増加するタイミングに合わせて使用者に指定動作を行わせることができるので、使用者はバランスを崩すことなく指定動作を行い易くなり、使用者に掛かる負担を小さく抑えることができる。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記動作提示手段が、前記駆動装置による前記支持部の移動に伴い前記使用者の脚部に作用する自重が増加するタイミング毎に前記指定動作を提示することを特徴とする。

この構成によれば、駆動装置による支持部の移動に伴い使用者の脚部に作用する自重が増加するタイミング毎に使用者に対して踏込動作を行わせることができるので、使用者においては正しい他動運動に必要な体重移動のタイミングを知ることができ、結果的に他動運動による運動効果の向上を図ることができる。

本発明は、使用者の左右いずれかの足による踏込動作を提示動作として動作提示手段に提示することによって、使用者に対して不意に提示された指定動作を行わせることができ、しかも、判断手段において使用者が指定動作の提示に反応して所定時間以内に指定動作を実行できているか否かを判断し、この判断結果を結果提示手段で提示することができるので、使用者の脚部の瞬発力に関して高い運動効果が期待できる。

（実施形態１）
本実施形態の他動運動機器は、図１に示すように床等の定位置に載置される基台１０を備え、基台１０上に、使用者Ｍの臀部を支持するシート部２１を上端部に具備したシート支持台２０を具備する構成を有する。この他動運動機器は、使用者Ｍがシート部２１の上面である接触面２１ａに臀部を載せるようにシート部２１に腰掛けた状態（座位）で使用するものである。ここで、基台１０は床に埋め込まれていてもよい。なお、以下では、基台１０を床に載置した状態での上下を上下とし、シート部２１に腰掛けた使用者Ｍの前後左右を前後左右（つまり、図１（ａ）の左方を前方、図１（ｂ）の上方を右方）として説明する。

基台１０において、シート支持台２０の前方となる部位には使用者Ｍの左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台４０が設けられている。足置台４０は、使用者Ｍの足（足裏の全体）が載る大きさに形成された上面を足置面４０ａとして、足置面４０ａに足裏を接触させるように使用者Ｍの足を載せることで使用者Ｍの足位置を規制する。ここでは摩擦係数の大きい材料ないし形状を足置台４０の足置面４０ａに採用することにより、足置台４０に載せた使用者Ｍの足が滑ることを防止している。ここで、シート部２１と一対の足置台４０とは、使用者Ｍを３点で支持する支持部を構成する。

シート支持台２０は、モータ（図示せず）を具備しシート部２１に前後方向への移動を伴う揺動をさせる駆動装置５０を有している。

駆動装置５０は、使用者Ｍがシート部２１の接触面２１ａに臀部を載せ且つ足置台４０の足置面４０ａに足を載せた状態で、シート部２１を移動させることにより、使用者Ｍの脚部に作用する自重を変化させる。要するに、使用者Ｍの体重はシート部２１と左右の足置台４０との３点で支持されるが、シート部２１を変位させて使用者Ｍの臀部を変位させると、これに伴いシート部２１と足置台４０との間で使用者Ｍの体重を支持する割合が変化し、結果的に使用者Ｍの脚部に作用する自重が増減する。

ここにおいて、使用者Ｍが膝の曲げ角度θを予め定めた規定範囲内に維持していると、シート部２１が前端位置側に移動してシート部２１に作用する使用者Ｍの体重が減少したときに、スクワット運動において膝を曲げている状態と同様に、使用者Ｍの大腿部に作用する負荷が増加し、大腿部の筋群を筋収縮させることが可能である。したがって、駆動装置５０がシート部２１を移動範囲の前端位置と後端位置との間で移動させることにより、使用者Ｍの大腿部の筋群は緊張・弛緩を繰り返し、主として大腿部の筋群の運動が可能となる。基台１０に対するシート部２１の高さ位置は調節可能となっており、使用者Ｍの膝の曲げ角度θが規定範囲内となるように、使用者Ｍの体格に適合する高さに接触面２１ａの高さが調節される。なお、本実施形態の他動運動機器を用いた運動を行う際に、膝の曲げ角度（実測は膝の前面側で大腿部と下腿部とがなす角度）θを１４０度とすれば、運動効果が高く且つ膝痛が生じにくいという実験結果が得られており、上述の規定範囲はたとえば１４０度を中心とした範囲に設定される。

ところで、使用者Ｍは、一般的に臀部をシート部２１に載せ且つ足を足置台４０に載せた状態で、図１（ｂ）に示すように爪先側での両足間の距離が踵側での両足間の距離よりも大きくなる姿勢をとることが自然であるため、一対の足置台４０は平行に配置するのではなく、足置面４０ａの前端と後端とを結ぶ中心線間の距離が前端側で大きくなるように配置している。つまり、使用者Ｍが各足を足置面４０ａの前記中心線に沿って載せるようにすれば、使用者Ｍは前述の自然な姿勢をとることができ、このときの使用者Ｍの両足間の開き角度θ２は、足置面４０ａの前記中心線間の開き角度と略一致する。

さらに、シート部２１を駆動装置５０で移動させたときに使用者Ｍの膝関節に剪断応力が作用することがないように、駆動装置５０は足置面４０ａの前記中心線に沿ってシート部２１を移動させるようにしている。つまり、接触面２１ａ上に適宜の代表点２１ｂを規定すれば、シート部２１を後端位置から前方に移動させる際に、代表点２１ｂが斜め右前方に移動する期間と代表点２１ｂが斜め左前方に移動する期間とを設け、斜め右前方に移動する際には右の脚部の大腿部に自重を作用させ、斜め左前方に移動する際には左の脚部の大腿部に自重を作用させるようにしてある。ここでは、シート部２１の移動軌跡をＶ字状（左右に１往復移動する間に前後に２往復移動する）としてある。

さらにまた、シート部２１が移動方向（図１中に矢印Ｘで示す方向）において前方に移動すると、接触面２１ａの前端部が後端部に対して相対的に下降して接触面２１ａの傾斜角度が大きくなるようにしてある。これにより、シート部２１が前方に移動した際に使用者Ｍの脚部に作用する自重が増加しやすくなり、運動効果を高めることができる。

ところで、本実施形態の他動運動機器は、図２に示すように、使用者Ｍに行わせる踏込動作を指定動作として提示する動作提示手段３０と、使用者Ｍが指定動作を行ったか否かを検出する動作検出手段Ｓ１と、動作提示手段３０で指定動作が提示されてから動作検出手段Ｓ１で使用者Ｍによる指定動作の実行が検出されるまでに要した時間が所定の反応時間内か否かを判断する判断手段３２と、判断手段３２での判断結果を提示する結果提示手段３３と、駆動装置５０を制御する制御部３４とを備えている。判断手段３２には記憶部３５が接続され、動作提示手段３０で指定動作が提示されたタイミングを記憶部３５に格納できるようになっている。動作提示手段３０に指定動作を提示させるタイミングは制御部３４において決定され、動作提示手段３０は制御部３４からの信号を受けて指定動作を提示する。なお、判断手段３２および制御部３４はマイコン等に所定のプログラムを実行させることで実現される。

動作提示手段３０は、図１に示すように基台１０の前端部における両足置台４０の間となる位置に立設された支柱上のモニタからなる。ここにおいて、動作提示手段３０は左右いずれかの足置台４０に対する使用者Ｍの足による踏込動作を前述の指定動作としており、右足による踏込動作あるいは左足による踏込動作のいずれかを映像によって表示する。さらに、この動作提示手段３０には操作部（図示せず）も設けられ、操作部の操作によって駆動装置５０の動作に関する指示等が可能となる。なお、動作提示手段３０と同じ支柱上に、使用者Ｍが必要に応じて手で握持するハンドルを配設してもよい。

動作検出手段Ｓ１は、図１に示すように弾性ばね４０ｂと共に足置台４０の下方に配置される荷重センサからなる。足置台４０は、爪先側と踵側とにそれぞれ設けた一対の弾性ばね４０ｂによって基台１０上に弾性支持されており、使用者Ｍの足による踏み込みを受けると弾性ばね４０ｂのばね力に抗して下方に移動し、前記踏み込みが解除されると弾性ばね４０ｂのばね力によって上方に復帰することで、足置面４０ａの床面からの高さ位置を可変としている。動作検出手段Ｓ１は、各足置台４０を保持する一対の弾性ばね４０ｂの間となる部位にそれぞれ配置されており、各足置台４０が弾性ばね４０ｂのばね力に抗して足置面４０ａの高さ位置を閾値以上下げた場合に、使用者Ｍの足による踏み込みがあったものとして動作検出信号を出力する。なお、動作検出手段Ｓ１は、荷重センサに限らずマイクロスイッチ等を用いて踏み込みを検出するものとしてもよい。

判断手段３２においては、動作提示手段３０で指定動作の提示が開始されてから、動作検出手段Ｓ１で指定動作に係る踏み込みが検出されるまでの所要時間が反応時間以下であれば、使用者Ｍが指定動作の提示に反応できているものと判断し、一方、前記所要時間が前記反応時間を超えていれば、使用者Ｍが指定動作の提示に反応できていないものと判断する。

結果提示手段３３は、動作提示手段３０内に設けられたスピーカからなり、判断手段３２で使用者Ｍが指定動作の提示に反応できていると判断された場合と、判断手段３２で使用者Ｍが指定動作の提示に反応できていないと判断された場合とのそれぞれにおいて、異なる音（音声でもよい）を出力する。たとえば、前者の場合には「ＯＫ」と発音し、後者の場合には「ＮＧ」と発音する。ここで、結果提示手段３３においては、動作提示手段３０で指定動作の提示が開始されてから動作検出手段Ｓ１で指定動作が検出されるまでの所要時間を提示するようにしてもよい。さらに、判断手段３２における複数回分の判断結果の累積データに基づいて、たとえば反応速度が向上しているか否か等の情報を結果提示手段３３で提示するようにしてもよい。

次に、上記構成の他動運動機器の動作について図３を参照して説明する。

動作提示手段３０は、図３（ａ）に示すようにランダムに決定されるタイミングで、足置台４０に対する左右いずれの足による踏込動作を指定動作として提示する。

ここで、指定動作の提示を受けた使用者Ｍが当該指定動作を正しく行うと、図３（ｂ）に示す左足による踏込動作の検出あるいは図３（ｃ）に示す右足による踏込動作の検出がなされ、動作提示手段３０における指定動作の提示開始から同指定動作の検出までに要した時間が反応時間Ｔｔｈ以下であれば、結果提示手段３３は使用者Ｍが指定動作の提示に反応できている旨を提示する。これにより、使用者Ｍにおいては、指定動作の提示に正常に反応できていることを認識することができる。

一方、指定動作の提示を受けた使用者Ｍが当該指定動作を行うタイミングが遅れた結果、動作提示手段３０における指定動作の提示開始から同指定動作の検出までに要した時間が反応時間Ｔｔｈを超えると、結果提示手段３３は使用者Ｍが指定動作の提示に反応できていない旨を提示する。また、たとえば左足による踏込動作が指定動作として提示されているにもかかわらず、使用者Ｍが左右を間違えた結果、右足による踏込動作が検出された場合など、動作提示手段３０に提示されてから反応時間Ｔｔｈ以内に指定動作とは異なる動作が検出された場合にも、結果提示手段３３は使用者Ｍが指定動作の提示に反応できていない旨を提示する。これにより、使用者Ｍは、指定動作の提示に正常に反応できていないことを認識することができる。なお、指定動作の提示開始から指定動作が検出されるまでの所要時間が反応時間Ｔｔｈを超えた場合に加え、反応時間Ｔｔｈを超えても使用者Ｍの指定動作が検出されなかった場合にも、使用者Ｍが指定動作の提示に反応できていないと判断する構成にしてもよく、この構成では、動作検出信号が出力されることなく反応時間Ｔｔｈが経過した時点で反応できていないと判断するように判断手段３２を機能させる。

上述した構成の他動運動機器によれば、使用者Ｍに対して動作提示手段３０で提示した踏込動作を指定動作として自発的に行わせることができ、しかも、結果提示手段３３において使用者Ｍが指定動作の提示に反応時間Ｔｔｈ以内に反応できているか否かを提示することができるので、指定動作の提示に反応できている使用者Ｍに対しては継続して運動させることができ、一方、指定動作の提示に反応できていない使用者Ｍに対しては、指定動作の提示に対する正しい反応を促すことができる。したがって、上記他動運動機器を用いれば、使用者Ｍの脚部の瞬発力に関して高い運動効果が期待できる。たとえば、人は歩行中につまずくと瞬間的に脚部に力を入れて踏ん張ることにより転倒を防止するが、上記他動運動機器を用いた運動を行うことにより、使用者Ｍにおいては、歩行中につまずいた際に瞬間的に脚部に力を入れて踏ん張るという転倒を防止するための運動能力が向上し、転倒による事故を回避できるという効果が期待できる。

また、本実施形態においては、動作提示手段３０が指定動作を提示するタイミングをランダムとしているが、動作提示手段３０が駆動装置５０によるシート部２１の移動のタイミングに同期して指定動作を提示する構成としてもよい。具体的には、図４に示すようにシート部２１が移動範囲の前端位置に移動したことを検出する位置検出手段Ｓ２を設け、動作提示手段３０においては、使用者Ｍの脚部に作用する自重が増加するタイミング（つまり、位置検出手段Ｓ２でシート部２１の前端位置への移動を検出したタイミング）に合わせて指定動作を適宜提示するようにする。位置検出手段Ｓ２は、少なくともシート部２１が移動範囲の前端位置に移動したことを検出可能なポジションセンサからなる。

この構成では、駆動装置５０によるシート部２１の移動に伴い使用者Ｍの脚部に作用する自重が増加するタイミングに同期して使用者Ｍに踏込動作を行わせることができるので、シート部２１の移動のタイミングとは無関係に踏込動作を行わせる場合に比べて、使用者Ｍの体勢に無理が生じにくく使用者Ｍに掛かる負担を小さく抑えることができる。

さらにまた、上記構成の他動運動機器を用いて使用者Ｍが大腿部の筋群を伸縮させるように正しく他動運動できていれば、シート部２１が前端位置に移動したとき（つまり、脚部に作用する自重が増加したとき）には毎回、足置台４０に対して使用者Ｍの足による踏み込みを生じることとなる。そこで、動作提示手段３０は、脚部に作用する自重が増加するタイミング毎に（つまり、シート部２１が前端位置に移動する度に毎回）指定動作を提示するようにしてもよい。これにより、動作提示手段３０が前記他動運動に伴う踏込動作のタイミングを提示することにより、使用者Ｍにおいては正しいタイミングでの踏込動作が促されることとなり、効果的な運動を容易に行うことができる。

なお、動作提示手段３０における指定動作の提示方法は映像による提示に限らず、たとえば文字や光による提示、音（音声でもよい）による提示、使用者Ｍに対してその他の刺激（たとえば振動や電気刺激）を与えることによる提示などであってもよい。同様に、結果提示手段３３における判断結果の提示方法も音による提示に限らず、たとえば映像や文字や光による提示、使用者Ｍに対してその他の刺激を与えることによる提示などであってもよい。また、動作提示手段３０を結果提示手段３３に兼用してもよい。

（実施形態２）
本実施形態の他動運動機器は、図５に示すように薄箱状のハウジング１を備え、使用者Ｍの左右の足をそれぞれ載せる左足支持台２ａと右足支持台２ｂとが支持部としてハウジング１の一表面に配設された構成を有する点が実施形態１の他動運動機器と相違する。ここでは、使用者Ｍは、ハウジング１を床上に載置し、左足支持台２ａに左足を載せ、且つ右足支持台２ｂに右足を載せるように立った状態（立位）で他動運動機器を使用するものとして説明するが、この使用形態に限らず、使用者Ｍは椅子等に座った状態（座位）で他動運動機器を使用するようにしてもよい。以下では、ハウジング１を床に載置した状態での上下を上下とし、他動運動機器上に立つ使用者Ｍの前後左右を前後左右（図５の矢印Ｆの向きを前方とする）として説明する。

ハウジング１の上壁には、左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂをそれぞれ露出させる左右一対の開口窓１ａ，１ｂが貫設されている。各開口窓１ａ，１ｂはそれぞれ長方形状に開口しており、それぞれの長手方向に沿った中心線がハウジング１の幅方向に対して傾斜するように、両中心線間の左右方向の距離が前端部側で後端部側よりも大きく設定されている。ハウジング１の内部には、モータ（図示せず）を具備し左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂをそれぞれ移動させる駆動装置（図示せず）が収納される。

左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂは、それぞれ使用者Ｍの足（足裏の全体）が載る大きさに形成された足置板２２を有している。使用者Ｍは左右の足をそれぞれ各足置板２２に載せた状態で他動運動機器を使用するのであって、ここでは摩擦係数の大きい材料ないし形状を足置板２２の上面に採用することにより、足置板２２に載せた使用者の足が滑ることを防止している。足置板２２は、各開口窓１ａ，１ｂに比べて小さい矩形状に形成されており、開口窓１ａ，１ｂ内においてハウジング１の上面に沿って移動可能とされている。

ここに、左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂの移動方向は、開口窓１ａ，１ｂの長手方向とは異なる方向としてある。具体的には、各足置板２２の移動方向に沿った中心線は、ハウジング１の幅方向に対する傾斜角度が各開口窓１ａ，１ｂにおける長手方向の中心線とは異なっており、たとえば開口窓１ａ，１ｂの傾斜角度が３０度であれば、足置板２２の移動方向の傾斜角度が４５度となるように設定される。したがって、使用者Ｍが開口窓１ａ，１ｂの長手方向に足の中心線を合わせて爪先側を少し開いた形で左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂに左右の足を載せた場合、駆動装置により左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂを移動させると、使用者Ｍの足はその中心線と交差する方向に移動することとなる。

駆動装置は、左足支持台２ａと右足支持台２ｂとを１８０度の位相差を持って往復移動させ、これにより、左足支持台２ａが移動範囲の前端に位置するときに右足支持台２ｂは移動範囲の後端に位置し、左足支持台２ａが移動範囲の後端に位置するときに右足支持台２ｂは移動範囲の前端に位置する。

また、各足置板２２は、幅方向に沿って配設された軸部（図示せず）を中心として前端部および後端部を交互に上下動させるように揺動可能となっており、これにより、足置板２２上に使用者Ｍの足を載せた状態で、足の爪先側と踵側とを交互に上下動させることができ、結果的に足関節の底屈および背屈が可能となる。足置板２２は、駆動装置による左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂの往復移動に連動して揺動する構成としてもよいし、あるいは、左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂの往復移動とは無関係に水平面に対して一定の角度に傾く構成としてもよい。

ところで、本実施形態の他動運動機器においては、指定動作を提示する動作提示手段３０はハウジング１の上面における前端部の中央に設けられた発光装置からなり、使用者Ｍの指定動作を検出する動作検出手段Ｓ１ａ，Ｓ１ｂは各足置板２２における前端部および後端部にそれぞれ配設した各一対の荷重センサからなる。

動作提示手段３０は、たとえば白色ならば左足、緑色ならば右足というように、それぞれ異なる発光色によって左右のいずれかの足による足置板２２に対する踏込動作を指定動作として提示する。動作検出手段Ｓ１ａ，Ｓ１ｂは左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂのそれぞれに対する踏み込みの有無を検出する。

ここにおいて、動作提示手段３０を結果提示手段に兼用する場合には、動作提示手段３０は指定動作の提示とは異なる発光色によって、使用者Ｍが指定動作の提示に反応できているという判断結果と、使用者Ｍが指定動作の提示に反応できていないという判断結果とを区別して提示する。

また、左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂを往復移動させたとき、使用者Ｍが正しく運動できていれば、足置板２２が移動範囲の前端に位置する状態で爪先側に掛かる荷重が大きくなり、足置板２２が移動範囲の後端に位置する状態で踵側に係る荷重が大きくなるので、前端部側の動作検出手段Ｓ１ａの出力と後端部側の動作検出手段Ｓ１ｂの出力との比は、足置板２２における移動範囲の中心位置からの変位量と略同じ周波数で変動する。そこで、左足支持台２ａおよび右足支持台２ｂを往復移動に伴い脚部に作用する自重が増加するタイミング毎に動作提示手段３０に指定動作を提示させる場合には、判断手段３２では、各足置板２２について前後の動作検出手段Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの出力比を算出して、この出力比が所定の閾値を超えるタイミングと動作提示手段３０が指定動作を提示するタイミングとを比較し、これらの時間差が反応時間以下であれば使用者Ｍが正しく運動できていると判断し、反応時間を超えていれば正しく運動できていないと判断するようにする。

なお、その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態の他動運動機器は、図６に示すように床等の定位置に載置される基台６０上に立設された鞍部支持台６１の上部に使用者Ｍの臀部を支持する鞍部６２を備え、モータ（図示せず）を含む駆動装置（図示せず）により鞍部６２を揺動させることで、鞍部６２に座った使用者Ｍにバランス感覚の訓練となる運動を行わせる点が実施形態１の他動運動機器と相違する。なお、以下では、他動運動機器を床に載置した状態での上下を上下とし、鞍部６２に座った使用者Ｍの前後左右を前後左右として説明する。

鞍部６２は、馬の背に載せる鞍を模した形状の座面６２ａを有しており、鞍部支持台６１の上部に収納された駆動装置によって駆動される。鞍部６２の前端部には、半円弧状で両端が鞍部６２に対して前後に回動自在に連結されたグリップ６３が設けられるとともに、各種操作を行う操作パネル６４が設けられており、鞍部６２の左右両側における前端部寄りの位置には、鞍部６２と共に支持部を構成する鐙部６５がそれぞれ吊下されている。

鐙部６５は、鞍部６２に固定される固定片６５ａと、上端部が固定片６５ａの下端部に枢支された連結片６５ｂと、上端部が連結片６５ｂの下端部に枢支された足掛け片６５ｃとで構成されており、足掛け片６５ｃには前後方向に貫通し使用者Ｍの足先が通る大きさに開口する透孔６５ｄが形成されている。これにより、使用者Ｍは臀部を鞍部６２の座面６２ａに載せている状態で、左右の足の足先をそれぞれ足掛け片６５ｃの透孔６５ｄに挿入して足掛け片６５ｃの下辺上に足裏を載せることにより、左右の足が鐙部６５で支持されることになる。なお、連結片６５ｂに対する足掛け片６５ｃの連結位置は上下方向に調節可能となっており、使用者Ｍの体格に合わせて足掛け片６５ｃの位置を調節することができる。

駆動装置は、鞍部６２を前後方向並びに左右方向に揺動させるものであって、ここでは、鞍部６２の移動軌跡を８の字状（左右に１往復移動する間に前後に２往復移動し且つ後端位置が左右に偏っている軌跡）としてある。つまり、座面６２ａ上に適宜の代表点６２ｂを規定すれば、代表点６２ｂは図６に矢印Ｘで示す方向に揺動することとなる。さらに、ここでは鞍部６２が移動方向（図６中に矢印Ｘで示す方向）において前方に移動すると、座面６２ａの前端部が後端部に対して相対的に下降して座面６２ａの傾斜角度が大きくなるようにしてある。

ところで、本実施形態の他動運動機器においては、操作パネル６４に設けたモニタ（図示せず）が動作提示手段３０に兼用されており、使用者Ｍの指定動作を検出する動作検出手段Ｓ１は左右の各鐙部６５にそれぞれ配設した荷重センサからなる。

動作提示手段３０は、左右いずれかの鐙部６５に対する使用者Ｍの足による踏込動作を前述の指定動作としており、右足による踏込動作あるいは左足による踏込動作のいずれかを映像によって表示する。

動作検出手段Ｓ１は、足掛け片６５ｃの下辺に配置された圧力センサからなり、各足掛け片６５ｃの下辺を踏む力が閾値以上となった場合に、使用者Ｍの足による踏み込みがあった（つまり指定動作が行われた）ものとして動作検出信号を出力する。なお、動作検出手段Ｓ１は、鐙部６２に対する踏み込みの有無を検出できるものであればよく、たとえば固定片６５ａや連結片６５ｂ、あるいは固定片６５ａと連結片６５ｂとの連結部位等に配設されていてもよい。

上述した各実施形態では、使用者Ｍの左右いずれかの足による踏込動作を指定動作とする例を示したが、これに限らず、使用者Ｍの足による踏込動作以外の動作を指定動作としたり、たとえば使用者Ｍの手など足以外の部位による所定の動作を指定動作としたりすることもできる。

本発明の実施形態１を示し、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は概略平面図である。同上の概略構成を示すブロック図である。同上の動作の説明図である。同上の他の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施形態２を示す概略斜視図である。本発明の実施形態３を示す概略斜視図である。

符号の説明

２ａ左足支持台
２ｂ右足支持台
２１シート部
３０動作提示手段
３２判断手段
３３結果提示手段
４０足置台
５０駆動装置
６２鞍部
６５鐙部
Ｍ使用者
Ｓ１動作検出手段

Claims

使用者の身体を支持する支持部と、支持部の少なくとも一部を所定範囲内で規則的に移動させることによって使用者の身体を揺動させる駆動装置と、使用者の左右いずれかの足による踏込動作を指定動作として提示する動作提示手段と、使用者による前記指定動作の実行を検出する動作検出手段と、動作提示手段で前記指定動作が提示されてから動作検出手段で前記指定動作の実行が検出されるまでに要した時間が所定時間内か否かを判断する判断手段と、判断手段の判断結果を提示する結果提示手段とを備えることを特徴とする他動運動機器。
前記支持部は、前記使用者の臀部を支持する鞍部と、鞍部の左右方向の両側に取り付けられ使用者が臀部を鞍部に載せている状態で使用者の左右の足をそれぞれ支持する左右一対の鐙部とを有し、前記駆動装置は鞍部を揺動させ、前記動作提示手段および前記動作検出手段は、左右いずれかの鐙部に対する使用者の足による踏込動作を前記指定動作とすることを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
前記支持部は前記使用者の左右の足をそれぞれ載せる左右一対の足支持台を有し、前記駆動装置は各足支持台を所定経路に沿って往復移動させ、前記動作提示手段および前記動作検出手段は、左右いずれかの足支持台に対する使用者の足による踏込動作を前記指定動作とすることを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
前記支持部は、前記使用者の臀部を支持するシート部と、使用者が臀部をシートに載せている状態で使用者の左右の足をそれぞれ載せるものであって使用者の足による踏み込みを受けて下方に移動し前記踏み込みが解除されると上方に復帰する左右一対の足置台とを有し、前記駆動装置はシート部を揺動させ、前記動作提示手段および前記動作検出手段は、左右いずれの足置台に対する使用者の足による踏込動作を前記指定動作とすることを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
前記動作提示手段は、適宜に決定されるタイミングで前記指定動作を提示することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の他動運動機器。
前記駆動装置は、前記支持部の移動に伴い前記使用者の脚部に作用する自重を変化させるものであって、前記動作提示手段は、駆動装置による支持部の移動に伴い使用者の脚部に作用する自重が増加するタイミングに合わせて前記指定動作を提示することを特徴とする請求項５記載の他動運動機器。
前記動作提示手段は、前記駆動装置による前記支持部の移動に伴い前記使用者の脚部に作用する自重が増加するタイミング毎に前記指定動作を提示することを特徴とする請求項６記載の他動運動機器。